Mikrosystemtechnik: Zukunftsszenarien by Alfons Botthof, Joachim Pelka

By Alfons Botthof, Joachim Pelka

Mikrosystemtechnik, entstanden aus der Ergänzung der Mikroelektronik durch andere Mikrotechniken wie Mikromechanik oder Mikrooptik, ermöglicht heute die Realisierung vollständiger Systeme für unterschiedlichste Anwendungen auf kleinstem Raum. Die Bewertung des Potenzials einer Mikrosystemtechnik von morgen verlangt einen umfassenden Blick in die weitere Zukunft.

Um traits und damit verbundene Gestaltungsoptionen zu durchdenken, trafen sich Experten und herausragende Persönlichkeiten aus dem In- und Ausland. Im Mittelpunkt dieser Expertengespräche standen die Themen Humanzentrierte Mikrosysteme, Symbiotische Mikrosysteme, Photonische Mikrosysteme und Robotische Mikrosysteme. Die diskutierten Themen spannten einen Bogen von der Mikroelektronik-basierten drahtlosen Telekommunikationstechnik über die Fragen optischer Mikrosysteme bis hin zu den "denkenden Gegenständen" des MIT MediaLab. Neben den generellen Betrachtungen zu einer auf das Jahr 2020 ausgerichteten Mikrosystemtechnik wurden im Rahmen der Veranstaltungsreihe die interdisziplinären Grenzbereiche zu den existence Sciences, zur Mikrooptik und zur Mikrorobotik vertieft.

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Als für die Mikrosystemtechnik geradezu prädestiniert erwiesen sich bisher nur wenige Fragestellungen der Biowissenschaften. Hier sind an führender Stelle das Thermo-Cycling bei der peR (Poly-Chain-Reaction) zu nennen als auch die mikro strukturierte Immobilisierung von Makromolekülen auf Diagnose- und pharmakologischen Testtargets (zumeist gegenwärtig noch auf ELISA-ähnlichen Testsystemen basierend). Ohne eine umfassende Bestandsaufnahme vornehmen zu können, die den Rahmen dieser Studie sprengen würde, liegen viele potenzielle Applikationsfelder der Mikrosystemtechnik dennoch gerade in den Life Sciences.

Nature, Vol. 410, April 19, 2001, p. 860). Aufschlussreich ist die Geschäftsbilanz der Firma Affymetrix für das Jahr 2000. Bei einem Umsatz im Chipbereich von 200 Mio. US$ wurden dennoch keine Gewinne erzielt. Das Beispiel belegt die hohen Investitionskosten, die unsichere Börsenlage und den hohen Risikoanteil im MST-Biotechnologiebereich. Weiterhin sei ein Problemfeld aus dem zellulär-basierten Applikationsbereich der Mikrosystemtechnik kommentiert: In den letzten Jahren sind sehr viele Systeme zur Manipulation und Vermessung, insbesondere aber zum Sortieren von suspendierten Zellen, wie sie im medizinischen Bereich auftreten, umgesetzt worden.

Im Motorraum eines Autos sind auch hier wieder Fragestellungen der Kosten, der Zuverlässigkeit und geeigneter Materialien zu klären. Auch gibt es heute noch keine klar definierten firmenübergreifenden Standards für Bussysteme für die Automobil-interne Kommunikation. h. die Einführung von busfähigen Lampen (integrierte Ansteuer- und überwachungselektronik), intelligenten Zündkerzen (keine Zündspule/Verteiler mehr erforderlich) oder CMOS-Kameras als Rückspiegelersatz sind derartige Standards aber unbedingt und rechtzeitig erforderlich.

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