Verbundprojekt
MikQSens - Mikroreaktor, ausgestattet mit nanoskaligen Quantensensoren zur Überwachung der Prozessparameter Druck, Temperatur und Konzentration. Teilvorhaben: Synthese funktionalisierter Diamantoide zur Herstellung von Diamantpartikeln
Geldgeber: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt, ehemals: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Laufzeit: 2021-2023
Ausführliche Beschreibung:
Das Verbundvorhaben MikQSens zielt auf die Entwicklung von Diamant-basierten Quantensensoren und ihre
Anwendung in Mikroreaktoren. In den Mikroreaktoren
sollen die Quantensensoren mit hoher Zeit- und
Ortsauflösung eine simultane Messung der Prozessparameter Druck und Temperatur sowie eine neuartige
Inline-NMR-Analytik zur Konzentrationsbestimmung
von Reaktionspartnern in kleinsten Volumina ermöglichen. Durch die Ausstattung von Flow-Mikroreaktoren
mit Diamantbasierten Quantensensoren wird eine
ortsaufgelöste Echtzeitüberwachung chemischer Reaktionen an einer Vielzahl von Messpunkten entlang eines
Reaktionskanals ermöglicht, sodass Reaktionskinetiken
(Reaktionsgeschwindigkeiten) mit geringem Aufwand
detailliert untersucht werden können.
Dazu werden sensorisch aktive Farbzentren wie NV-,
SiV- oder GeV- in hochreinen Diamantoid Partikeln
nasschemisch synthetisiert und auf diversen industriellen Substraten aufgebracht. Die auf diesen Substraten
fixierten Nanodiamanten werden anschließend über
ihre sensorischen Eigenschaften charakterisiert.
Verschiedene Funktionsmuster (Durchflussmesszelle,
Mikroreaktor) werden mit diesen Quantensensoren
ausgestatten. Zum Anregen der Sensoren werden eine
optimierte, durchstimmbare CW-Laserquelle inklusive
einer x-y-Verschiebeeinheit, die Ausleseoptik und die
Datenanalyse für die Messungen von Druck und
Temperatur sowie die Inline-NMR-Analytik für die
Funktionsmuster entwickelt.
Das Verbundvorhaben MikQSens zielt auf die Entwicklung von Diamant-basierten Quantensensoren und ihre
Anwendung in Mikroreaktoren. In den Mikroreaktoren
sollen die Quantensensoren mit hoher Zeit- und
Ortsauflösung eine simultane Messung der Prozessparameter Druck und Temperatur sowie eine neuartige
Inline-NMR-Analytik zur Konzentrationsbestimmung
von Reaktionspartnern in kleinsten Volumina ermöglichen. Durch die Ausstattung von Flow-Mikroreaktoren
mit Diamantbasierten Quantensensoren wird eine
ortsaufgelöste Echtzeitüberwachung chemischer Reaktionen an einer Vielzahl von Messpunkten entlang eines
Reaktionskanals ermöglicht, sodass Reaktionskinetiken
(Reaktionsgeschwindigkeiten) mit geringem Aufwand
detailliert untersucht werden können.
Dazu werden sensorisch aktive Farbzentren wie NV-,
SiV- oder GeV- in hochreinen Diamantoid Partikeln
nasschemisch synthetisiert und auf diversen industriellen Substraten aufgebracht. Die auf diesen Substraten
fixierten Nanodiamanten werden anschließend über
ihre sensorischen Eigenschaften charakterisiert.
Verschiedene Funktionsmuster (Durchflussmesszelle,
Mikroreaktor) werden mit diesen Quantensensoren
ausgestatten. Zum Anregen der Sensoren werden eine
optimierte, durchstimmbare CW-Laserquelle inklusive
einer x-y-Verschiebeeinheit, die Ausleseoptik und die
Datenanalyse für die Messungen von Druck und
Temperatur sowie die Inline-NMR-Analytik für die
Funktionsmuster entwickelt.
Koordinierende Einrichtung
- Justus-Liebig-Universität Gießen
Kooperationspartner mit Förderung
- Hübner GmbH & Co. KG
- Justus-Liebig-Universität Gießen
- MMT GmbH
- Universität Ulm
