Elektrostatische Antriebe

Elektrostatische Antriebe sind in der Mikrotechnik weit verbreitet. Am IMT forschen wir daran, diese Antriebstechnik auch für feinwerktechnische Präzisionsantriebe nutzbar zu machen.

Elektrostatische Antriebe

Funktionsprinzip

Ungleichnamige elektrische Ladungen ziehen einander an. Die dabei entstehende Kraft kann für Stellaufgaben genutzt werden. Vorteile sind die Abwesenheit von Stromfluss (=Wärmeproduktion) und magnetischen Feldern. Dies macht den Effekt für die Medizintechnik von Interesse.

Prinzip des elektrostatischen Kammaktors.
Prinzip des elektrostatischen Kammaktors. Das elektrische Feld E erzeugt eine (konstante!) Kraft, die die beiden Kämme zusammenzieht.

Antriebe für die High-Resolution Microscopy

In der Mikroskopie muss die Probe in drei Raumrichtungen sehr fein verschoben werden können. Insbesondere in der z-Richtung übernehmen das elektrodynamische Z-Scanner. Diese produzieren jedoch Abwärme und diese führt zu einem Verzug im Mikroskop-Stativ. Am IMT forschen wir daran, solche Probleme mit elektrostatischen Antrieben zu lösen.

Prototyp eines elektrostatischen Antriebs für die z-Positionierung eines Mikroskopie-Tisches
Prototyp eines elektrostatischen Antriebs für die z-Positionierung eines Mikroskopie-Tisches

Antriebe für den Einsatz im MRT

Für verschiedene funktionale Fragestellungen sind Antriebe, die in einem Magnetresonanz-Scanner eingesetzt werden können, sinnvoll. Das bedeutet konkret, dass auf elektrisch leitfähige Materialien größtenteils und auf ferromagnetische Materialen vollständig verzichtet werden muss. Darüber hinaus sind Stromfluss und resultierende Magnetfelder so weit als möglich zu vermeiden. Daher sind elektrostatische Antriebe hier von größtrem Interesse.

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