Magnetische Mikroroboter in der Biomedizin: Eine materialwissenschaftliche Perspektive
VERANSTALTUNGEN
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Abstract:
Eine aufstrebende Klasse robotischer Systeme sind drahtlose magnetische Mikro- und Nanoroboter – winzige Vehikel, die sich in ihrem fluides Milieu mithilfe von Magnetfeldern fortbewegen können. Eines der übergeordneten Ziele der robotischen Systeme im kleinen Maßstab ist die Entwicklung von Maschinen, die Medikamente verabreichen oder andere medizinische Aufgaben in beengten Bereichen des menschlichen Körpers ausführen können. Weitere Anwendungen reichen von der Wasseraufbereitung bis hin zur "On-the-fly"-Chemie. Die jüngsten, rasanten Fortschritte in der Mikrorobotik sind unbestreitbar eng mit Entwicklungen in der Materialwissenschaft und Fertigungstechnik verbunden. Trotz zahlreicher bereits demonstrierter Anwendungen müssen jedoch Aspekte wie komplexe Fortbewegung, Multifunktionalität, Biokompatibilität und biologische Abbaubarkeit noch intensiver erforscht werden, um eine erfolgreiche Übertragung dieser Technologien in reale Anwendungen zu ermöglichen. Hierfür sind dringend neue materialbasierte Konzepte und neuartige Fertigungsansätze erforderlich.
In diesem Vortrag werde ich zwei unserer neuesten Entwicklungen in der Mikrorobotik vorstellen. Im ersten Teil zeigen wir, wie sich 3D-gedruckte Mikrovorlagen nutzen lassen, um komplexe robotische Mikrostrukturen aus festen Metallen, weichen Polymeren oder Kombinationen daraus herzustellen. Auf diese Weise können topologisch komplexe metallorganische Strukturen mit mikrometrischer Auflösung realisiert werden. Der zweite Teil des Vortrags wird sich auf multiferroische Mikroroboter konzentrieren. Diese Roboter bestehen aus multiferroischen magnetoelektrischen Verbundmaterialien, die in der Lage sind, unter Einwirkung eines äußeren Magnetfelds ein elektrisches Feld zu erzeugen. Mikro- und Nanoroboter, die drahtlos elektrische Felder bereitstellen können, eröffnen neue Möglichkeiten für die Elektrostimulation von Zellen, etwa für Anwendungen im zentralen Nervensystem.
Salvador Pané / Professor, ETH Zürich
Biographie: Prof. Dr. Salvador Pané i Vidal ist Professor am Institut für Robotik und Intelligente Systeme (IRIS) der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich). Seine Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung drahtloser magnetischer Mikro- und Nanoroboter mit Anwendungen in der Biomedizin, Wasseraufbereitung und fortschrittlichen Fertigungstechnologien. Er hat wegweisende Beiträge zur Nutzung neuartiger Materialien und Fertigungstechniken für die Mikrorobotik geleistet, wobei der Schwerpunkt auf multifunktionalen, biokompatiblen und biologisch abbaubaren Systemen liegt. Prof. Pané hat umfassend in führenden Fachzeitschriften publiziert und ist international für seine innovativen Ansätze zur Integration von Materialwissenschaft und Mikrorobotik anerkannt.
Thema: Seminar Zeit: 20. Oktober 2025 | 14:00–15:00 Uhr (MEZ) Ort: Auditorium, MIBE (Munich Institute of Biomedical Engineering), Campus Garching