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 Forschungsbericht für das Jahr 2023

Anwendungsentwicklung

Prof. Dr. Roland Zengerle

Georges-Koehler-Allee 103
79110 Freiburg
Tel: +49 761 203 73211 Fax: +49 761 203 73299
http://www.imtek.de/anwendungen/


Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Einträge in der Rubrik "Who is Who"

Forschungsschwerpunkte

  • Lab-on-a-Chip: Integration kompletter Abläufe für biochemische Analysen auf Chips von der Größe einer Kreditkarte. Aus einem einzigen Tropfen Blut lassen sich dadurch direkt am Ort des Patienten schnell und zuverlässig komplexe Krankheitsbilder analysieren. LabDisk: Entwicklung automatisierter Lösungen für biologische und klinisch relevante Laborabläufe mittels eines zentrifugal-mikrofluidischer Testträgers etwa von der Größe einer CD. LabTube: Zentrifugale Mikrofluidik in der dritten Dimension. Automatisierung von Laboroperationen in funktionalen Verpackungen für die Prozessierung in Standard-Laborzentrifugen ( gestapelte Anordnung mikrofluidischer Elemente, Reagenzienvorlagerung für Probenvolumina von einigen Mikrolitern bis zu zwei Millilitern). Anwendungen: DNA- und Proteinanalytik sowie serologische Tests. Lab-on-a-Chip Foundry Service (Dr. Daniel Mark): Schnelle Entwicklung, Integration und Realisierung eines (bio-)chemischen Assays als mikrofluidisches Lab-on-a-Chip-Funktionsmuster. Ziel sind kundenspezifische, marktreife vor-Ort-Analytik und Diagnostik. Basis der mikrofluidischen Integration bildet unser Designhandbuch, eine umfangreiche Bibliothek standardisierter mikrofluidischer Einheitsoperationen wie z.B. Fluidtransport, Mischen, Inkubieren, Aliquotieren u.s.w. Lab-on-a-Chip Prototyping: Die Prozesse umfassen die Mikrostrukturierung von Kunststoffsubstraten, Oberflächenmodifikationen, Deckeln sowie die Reagenzienvorlagerung. Durch Mikrofräsen entstehen Kanäle bis zu 30 µm her. Die Vervielfältigung der gefrästen Master erfolgt durch Heißprägen von Kunststoffplatten oder Mikrothermoformen von Foliensubstraten. Nukleinsäure Analyse: • Implementierung von Prozessabläufen in unsere LabDisk- und LabTube-Plattformen • Entwicklung neuer Assays wie z.B. die Mediator Probe PCR. Immundiagnostik: • Entwicklung kostengünstiger, hochsensitiver und analytisch verbesserter point-of-care/point-of-need Immunoassays, sowie Plattformen für unterschiedliche bioanalytische Anwendungen / Anforderungen. • Entwicklung neuartiger kolorimetrischer Lesegeräte, personalisiertes Gesundheitsmonitoring und Lösungen für ein verbessertes Management diverser Krankheiten mithilfe Smartphone-gestützter Technologie Fluidik, Modellieren und Messen: Automatisierung fluidischer Prozesse auf Lab-on-a-Chip-Plattformen durch • Proof of principle-Studien, • detaillierte Analysen der fluidischen Strömungsvorgänge, • Optimierung fluidischer Prozesse • Sensitvitätsstudien der fluidischen Operationen bezüglich variabler fluidischer Parameter und Fertigungstoleranzen.
  • Kontaktfreie Mikrodosiertechnik (Dr. Peter Koltay): Dosier- und Drucktechnik für Forschung und Industrie Kontaktfreie Dosierverfahren für kleinste Flüssigkeitsmengen (z.B. Medien mit gelösten Partikeln oder lebenden Zellen in hohem Durchsatz und mit hoher Parallelität). Suche nach neuen Wirkstoffen in der pharmazeutischen Industrie bis zum kostengünstigen Drucken metallischer Leiterbahnen in der Produktion von Solarzellen. Erzeugung, Vermessung und Handhabung kleinster Flüssigkeitstropfen, die berührungslos – d.h. ohne mechanischen Kontakt – auf nahezu beliebige Substrate appliziert werden können. Drucken von einzelnen lebenden Zellen oder heißen Metall-Mikrotropfen. Dosierventile oder Inkjet-Druckköpfe. Anwendungsfelder • Life Science-Forschung • Mess- und Produktionstechnik • Mikroelektronik & Solarzellen • Analytik & Diagnostik
  • Elektrochemische Energiesysteme (Dr. Matthias Breitwieser, Dr. Severin Vierrath): Die Nachwuchsgruppe „Elektrochemische Energiesysteme“ forscht an Brennstoffzellen, Batterien und Elektrolyseuren. Kernkompetenzen sind innovative Herstellungsmethoden und Materialien, sowie der Mikrocharakterisierung und 3D bildgebenden Verfahren für diese Technologien. Im Focus stehen neue Herstellungs-Methoden und alternative Materialien für elektrochemische Energieanwendungen: Brennstoff- und Elektrolysezellen und Redox-Flow Batterien. Durch neue Membransysteme steigern wir die Leistungsdichte und die Lebensdauer. Zudem werden neue Elektrodenstrukturen, die höhere Leistungsdichten ermöglichen, entwickelt. Hierfür stehen in der Gruppe Methoden wie Elektrospinning, Sprüh-Beschichtung und skalierbare Beschichtungs-Verfahren zur Verfügung. Neue Materialien und Herstellungsmethoden werden elektrochemisch in Brennstoff- und Elektrolysezellen- und Batterie-Testständen, sowie ex-situ im Mikroanalyse-Labor (µXRF, Xe-Plasma FIB/SEM, Raman-Mikroskopie, …) charakterisiert. Abgedeckt wird die komplette Wertschöpfungskette von Katalysator- und Membranherstellung, Tinten- und MEA-Herstellung sowie elektrochemischer und mikroskopischer Analyse ab.

Wissenschaftliche Projekte und Forschungsvorhaben


  • 4D-Bioprinting von vaskularisiertem Knochengewebe und Evaluation der Blutgefäß- und Knochenbildung in einem orthotopen Knochendefektmodell
    • Projektleitung: Dr. Peter Koltay (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.06.2020 bis 31.05.2023
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  • ADAPT-2. Automatisierte Plattform für das 3D Mikrotumor-Handling mit integrierter Analyse zur personalisierten Therapie auf Basis von KI – Prozessierung multizellulärer Tumorsphäroide mit der Mikrotumor-Handling-Plattform und Etablierung alternativer tierbestandteilfreier Kulturbedingungen
  • Alkalische Elektrolyse mit Membran: Hocheffiziente edelmetallfreie Katalysatoren, stabile Binder-Ionomere und effektives Elektrodendesign (AEMready)
    • Projektleitung: Dr. Severin Vierrath, (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.03.2021 bis 29.02.2024
    • Details zum Projekt
  • Automatisierte Plattform für 3D-Mikrotumor Analysen zur personalisierten Therapie (ADAPT)
    • Projektleitung: Dr. Peter Koltay (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.04.2020 bis 31.03.2023
    • Details zum Projekt
  • Automatisierung und Standardisierung von Liquid Biopsy Tumor-Monitoring am Anwendungsbeispiel Melanom
  • CFD- und Through-Plane Modellierung von PEM Brennstoffzellen (FC-CAT)
    • Projektleitung: Dr. Carolin Klose, (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.07.2019 bis 30.06.2024
    • Details zum Projekt
  • Charakterisierung neuer Gerstengelbmosaikvirus-Varianten und Entwicklung eines variantenspezifischen molekularen Nachweises (ChanGE)
    • Projektleitung: Prof. Dr. Felix von Stetten
    • Laufzeit: 28.02.2023 bis 31.01.2025
    • Details zum Projekt
  • CORAL-HD: Brennstoffzellen-Elektroden mit langer Lebensdauer für Nutzfahrzeuge
  • DINAMIK – Digitaler Nachweis von Biomarkern des Interaktoms für die Krebsdiagnostik am Beispiel der HER2/HER3-Interaktion
    • Projektleitung: Dr. Csaba Jeney (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.05.2020 bis 30.04.2023
    • Details zum Projekt
  • Fluorfreie Membran-Elektroden-Einheiten mit hoher Effizienz, geringem Gasübertritt und langer Lebensdauer zur nachhaltigen Erzeugung von Wasserstoff (Fluorfreie-MEA)
    • Projektleitung: Dr. Severin Vierrath, (Prof. Dr. Roland Zengerle
    • Laufzeit: 01.04.2021 bis 31.03.2023
    • Details zum Projekt
  • F-MFC2: Wirtschaftlichkeitsstudie zur filtrationsaktiven mikrobiellen Brennstoffzelle – Simultane Stromgewinnung und Membranfiltration zur energieeffizienten Abwasserreinigung
    • Projektleitung: PD Dr. Sven Kerzenmacher (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: seit 01.03.2015
    • Details zum Projekt
  • Fuel cell realistic aging trend modelling (FC-RAT)
    • Projektleitung: Dr. Carolin Klose, (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.01.2021 bis 30.06.2024
    • Details zum Projekt
  • Hybrides 3D-Prototyping von Polymerbauteilen mit metallischen Leiterbahnen (Hy3DPro)
    • Projektleitung: Zeba Khan (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.02.2021 bis 31.07.2023
    • Details zum Projekt
  • Improved lifetime stacks for heavy duty trucks through ultra-durable components (Immortal)
    • Projektleitung: Dr. Severin Vierrath, Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 2021 bis 2023
    • Details zum Projekt
  • MONOGRAM - Multimodale Einzelzellanalyse regulatorischer Netzwerke der AML im zeitlichen Verlauf
    • Projektleitung: Dr. Csaba Jeney, Dr. Stefan Zimmermann, (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.05.2020 bis 30.04.2023
    • Details zum Projekt
  • NextRedox – Neue Membranen für Vanadium-Redox-Flow-Batterien der nächsten Generation; Teilprojekt: Membranentwicklung
    • Projektleitung: Dr. Andreas Münchinger, Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 2021 bis 2023
    • Details zum Projekt
  • Nicht invasive Micro-RNA-basierte Urin-Brustkrebs-Diagnostik (Mammacheck)
    • Projektleitung: Sabrina Kartmann (Prof. Dr. R. Zengerle)
    • Laufzeit: 01.10.2020 bis 30.09.2023
    • Details zum Projekt
  • Schneller, automatisierter und günstiger molekularer Nachweis von Pflanzenpathogenen auf einem mikrozentrifugalen Lab-on-a-Chip-System (iRotation)
    • Projektleitung: Lisa Becherer (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.02.2020 bis 31.01.2023
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  • Sequenzieren am Point-of-Care am Anwendungsbeispiel SARS-CoV-2 (Covid-SpinGS)
    • Projektleitung: Dr. Tobias Hutzenlaub
    • Laufzeit: 01.08.2022 bis 31.01.2024
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  • SmartLab2 - Umformung von Folien mit bereits aufgebrachten elektronischen Komponenten zur Herstellung von Lab-on-a-Chip-Testträgern mit erweiterten Funktionalitäten.
    • Projektleitung: Philip Koch (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.11.2022 bis 31.10.2024
    • Details zum Projekt
  • ZenION – Stabile AEM durch Superbasen
    • Projektleitung: Dr. Andreas Münchinger, (Prof. Dr. Roland Zengerle)
    • Laufzeit: 01.11.2022 bis 31.01.2024
    • Details zum Projekt

Wissenschaftliche Publikationen

Originalarbeiten in wissenschaftlichen Fachzeitschriften:
  • A. Klebes, H. C. Ates, R. D. Verboket, G. Urban, F. von Stetten, C. Dincer, S. M. Früh: Emerging multianalyte biosensors for the simultaneous detection of protein and nucleic acid biomarkers Biosensors and Bioelectronics, 2023: 115800. : http://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115800
  • B. Johannsen, D. Baumgartner, M. Karpíšek, D. Stejskal, N. Boillat-Blanco, J. Knüsli, M. Panning, N. Paust, R. Zengerle, K. Mitsakakis: Patient Stratification for Antibiotic Prescriptions Based on the Bound-Free Phase Detection Immunoassay of C-Reactive Protein in Serum Samples Biosensors, 2023; 13: 1009. : http://doi.org/10.3390/bios13121009
  • D. Grijalva Garces, S. Strauß, S. Gretzinger, B. Schmieg, T. Jüngst, J. Groll, L. Meinel, I. Schmidt, H. Hartmann, K. Schenke-Layland, N. Brandt, M. Selzer, S. Zimmermann, P. Koltay, A. Southan, G. E. M. Tovar, S. Schmidt, A. Weber, T. Ahlfeld, M. Gelinsky, T. Scheibel, R. Detsch, A. R. Boccaccini, T. Naolou, C. Lee-Thedieck, C. Willems, T. Groth, S. Allgeier, B. Köhler, T. Friedrich, H. Briesen, J. Buchholz, D. Paulus, A. von Gladiss, J. Hubbuch: On the reproducibility of extrusion-based bioprinting: round robin study on standardization in the field Biofabrication, 2023; 16: 015002. : http://doi.org/10.1088/1758-5090/acfe3b
  • F. Fischer, A. Doll, D. Uereyener, S. Roenneberg, C. Hillig, L. Weber, V. Hackert, M. Meinel, A. Farnoud, P. Seiringer, J. Thomas, P. Anand, L. Graner, F. Schlenker, R. Zengerle, P. Jonsson, M. Jargosch, FJ Theis, CB Schmidt-Weber, T. Biedermann, M. Howell, K. Reich, K. Eyerich, M. Menden, N. Garzorz-Stark, F. Lauffer, S. Eyerich: Gene expression based molecular test as diagnostic aid for the differential diagnosis of psoriasis and eczema in formalin fixed and paraffin embedded tissue, microbiopsies and tape strips The Journal of Investigative Dermatology, 2023. : http://doi.org/10.1016/j.jid.2023.02.015 (in Druck)
  • F. Fischer, A. Doll, D. Uereyener, S. Roenneberg, C. Hillig, L. Weber, V. Hackert, P. Seiringer, J. Thomas, P. Anand, L. Graner, F. Schlenker, R. Zengerle, M. Jargosch, F. J. Theis, C. B. Schmidt-Weber, T. Biedermann, M. Howell, K. Reich, M. Menden, N. Garzorz-Stark, F. Lauffer, S. Eyerich: 394 Gene expression based molecular test proves clinical validity as diagnostic aid for the differential diagnosis of psoriasis and eczema in formalin fixed and paraffin embedded tissue British Journal of Dermatology, 2023; 188 (3). : http://doi.org/10.1093/bjd/ljad162.019
  • F. Schlenker, P. Juelg, J. Lüddecke, N. Paust, R. Zengerle, T. Hutzenlaub: Nanobead handling on a centrifugal microfluidic LabDisk for automated extraction of cell-free circulating DNA with high recovery rates Analyst, 2023. : http://doi.org/10.1039/D2AN01820A
  • G. Miotto, K. Thiemann, M. Rombach, R. Zengerle, S. Kartmann: Holographic PIV/PTV for nano flow rates - a study in the 70 to 200 nL/min range Biomedical engineering, 2023; 68 (1): 97-107. : http://doi.org/10.1515/bmt-2022-0055
  • H. Nguyen, J. Stiegeler, H. Liepold, C. Schwarz, S. Vierrath, M. Breitwieser: A Comparative Study of Conditioning Methods for Hydrocarbon-Based Proton-Exchange Membrane Fuel Cells for Improved Performance Energy Technol., 2023: 2300202. : http://doi.org/10.1002/ente.202300202
  • J. Disch, S. Ingenhoven, S. Vierrath: Bipolar Membrane with Porous Anion Exchange Layer for Efficient and Long-Term Stable Electrochemical Reduction of CO2 to CO Adv. Energy Mater., 2023: 2301614. : http://doi.org/10.1002/aenm.202301614
  • J. Weygant, F. Koch, K. Adam, K. Tröndle, R. Zengerle, G. Finkenzeller, S. Kartmann, P. Koltay, S. Zimmermann: A Drop-on-Demand Bioprinting Approach to Spatial Arrangement of Multiple Cell Types and Monitoring Their Cell–Cell Interactions towards Vascularization Based on Endothelial Cells and Mesenchymal Stem Cells Cells, 2023; 12 (4): 646. : http://doi.org/10.3390/cells12040646
  • K. Seteiz, J. N. Häberlein, P. A. Heizmann, J. Disch, S. Vierrath: Carbon black supported Ag nanoparticles in zero-gap CO2 electrolysis to CO enabling high mass activity RSC Advances, 2023; 27. : http://doi.org/10.1039/D3RA03424K
  • K. Yildirim, H. Fadlullah, C. Schwarz, F. Lombeck, C. Klose, S. Vierrath, M. Breitwieser: 30μm Thin Anode Gas Diffusion Layers for OptimizedPEM Fuel Cell Operation at 120 °C and Low Relative Humidity Adv. Energy Sustainability Res, 2023: 2300179. : http://doi.org/10.1002/aesr.202300179
  • P. A. Heizmann, H. Nguyen, M. von Holst, A. Fischbach, M. Kostelec, F. J. Gonzalez Lopez, M. Bele, L. Pavko, T. Đukić, M. Šala, F. Ruiz-Zepeda, C. Klose, M. Gatalo, N. Hodnik, S. Vierrath, M. Breitwieser: Alternative and facile production pathway towards obtaining high surface area PtCo/C intermetallic catalysts for improved PEM fuel cell performance RSC Adv, 2023; 13: 4601-4611. : http://doi.org/10.1039/D2RA07780A
  • P. Sardana, M. Zolfaghari, G. Miotto, R. Zengerle, T. Brox, P. Koltay, S. Kartmann: DropletAI: Deep Learning-Based Classification of Fluids with Different Ohnesorge Numbers during Non-Contact Dispensing Fluids, 2023; 8: 183. : http://doi.org/10.3390/fluids8060183
  • S. Calabrese, A. M. Markl, M. Neugebauer, S. J. Krauth, N. Borst, F. von Stetten, M. Lehnert: Reporter emission multiplexing in digital PCRs (REM-dPCRs): direct quantification of multiple target sequences per detection channel by population specific reporters Analyst, 2023; 148: 5243-5254. : http://doi.org/10.1039/d3an00191a
  • S. Koch, L. Metzler, S. Kilian, P. A. Heizmann, F. Lombeck, M. Breitwieser, S. Vierrath: Toward scalable production: catalyst‐coated membranes (CCMs) for anion‐exchange membrane water electrolysis via direct bar coating Advanced sustainable systems, 2023; 7: 2200332. : http://doi.org/10.1002/adsu.202200332
  • T. T. Bachmann, K. Mitsakakis, J. P. Hays, A. van Belkum, A. Russom, G. Luedke, G. Skov Simonsen, G. Abel, H. Peter, H. Goossens, J. Moran-Gilad, J. Vila, K. Becker, P. Moons, R. Sampath, R. W Peeling, S. Luz, T. van Staa, V. Di Gregori, JPIAMR AMR-RDT Working Group: Expert guidance on target product profile development for AMR diagnostic tests BMJ Glob Health, 2023; 18 (8): e012319. : http://doi.org/10.1136/bmjgh-2023-012319
  • V. Zieger, D. Frejek, S. Zimmermann, G. A. A. Miotto, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann: Towards Label-Free Standardization in 3d Cell Culture: Automated, Selective and Gentle High-Throughput Handling of Spheroids and Organoids via Novel Pick-Flow-Drop Principle Adv Healthc Mater, 2023: e2303350. : http://doi.org/10.1002/adhm.202303350
  • Y.-K. Lai, Y.-T. Kao, J. Hess, S. Calabrese, F. von Stetten, N. Paust: Interfacing centrifugal microfluidics with linear-oriented 8-tube strips and multichannel pipettes for increased throughput of digital assays Lab on a Chip, 2023; 23: 2623-2632. : http://doi.org/10.1039/d3lc00339f
  • Z. Khan, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann, Z. Shu: One-Stop Hybrid Printing of Bulk Metal and Polymer for 3D Electronics Advanced Engineering Materials, 2023: 2300922. : http://doi.org/10.1002/adem.202300922
Reviews/Übersichtsartikel in wissenschaftlichen Fachzeitschriften:
  • J. Disch, L. Bohn, L. Metzler, S. Vierrath: Strategies for the mitigation of salt precipitation in zero-gap CO2 electrolyzers producing CO (Review) J. Mater. Chem. A, 2023; 11: 7344-7357. : http://doi.org/10.1039/D2TA09966G
Vorträge:
  • K. Seteiz, J. Häberlein, J. Disch, L. Bohn, P. Heizmann, S. Vierrath: Carbon black supported Ag NPs for CO2 reduction to CO 2023 (29. Internes FMF-Kolloquium am FIT, Titisee, 10.10.2023).
  • L. Bohn: Integrated reference electrodes for CO2 electrolysis cells 2023 (29. Internes FMF-Kolloquium am FIT, Titisee, 10.10.2023).
Konferenzbeiträge:
  • B. Breiner, D. Kainz, S. Wagner, M. Gavage, S. Sahakalkan, R. Marega, F. von Stetten, A. Klebes: Automated allergen sample preparation and detection via centrifugal microfluidic lateral flow assay 2023 (Eurosensors 2023, Lecce, Italy, 10. - 13.09.2023).
  • B. Johannsen, D. Baumgartner, M. Karpíšek, D. Stejskal, N. Paust, R. Zengerle, K. Mitsakakis: Integration of a bead-based immunoassay on a commercial PCR-performing POC device 2023 (Eurosensors 2023, Lecce, Italy, 10. - 13.09.2023).
  • C. Engelmann, C. Kleber, Y. Kaku, T.-T. Truong, N. Klatt, P. Jülg, T. Ensslen, P. Jain, J. Schwaiger, S. Kartmann, T. Hutzenlaub, A. Schreiber: Protein Sample Preparation for Nanopore Technology 2023 (Black Forest Nanopore Meeting, Freiburg, 06.-09.11.2023).
  • E. Cruz Ortiz, M. Breitwieser, S. Vierrath, M. Bühler: Effect of compression on the membrane electrode assembly of polymer electrolyte electrolyzers 2023 (EFCF 2023, Low Temperature Fuel Cells, Electrolysers & H2 Processing Forum, Lucerne/Switzerland, July 4-7, 2023).
  • E. Cruz Ortiz, M. Viviani, N. van Treel, S. Vierrath, M. Bühler: Hydrogen Crossover Measurements of Proton Exchange Membranes for Water Electrolysis with in-operando Conditions 2023 (ICE 2023, Sun City Resort, South Africa, 27.08. - 01.09.2023).
  • E. Mahmodi Arjmand, F. Schlenker, G. Grether, T. Tu Troung, T. Hutzenlaub, R. Zengerle, N. Paust, J. Lüddecke, P. Juelg: Gleichzeitige Extraktion von extrazellulären Vesikeln und zellfreier DNA aus einer einzigen Blutprobe durch zentrifugale Mikrofluidik 2023 (Mikrosystemtechnik Kongress 2023, Dresden, 23.-25.10.2023).
  • F. Pescher, M. von Holst, A. Salihi, J. Stiegeler, P. Heizmann, S. Vierrath, M. Breitwieser: Platinum Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells via Fluidized Bed Atomic Layer Deposition 2023 (ECS Meeting, Gothenburg / Sweden, 8.-12.10.2023).
  • F. Pescher, M. von Holst, P. Heizmann, S. Vierrath, M. Breitwieser: Novel Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells via Fluidized Bed Atomic Layer Deposition 2023 (EFCF 2023, Low Temperature Fuel Cells, Electrolysers & H2 Processing Forum, Lucerne/Switzerland, July 4-7, 2023).
  • H. Gmoser, T. Groß, M. Ballweg, A. Lux, C. Jeney, M. Lehnert, F. v. Stetten, N. Borst: Isothermal Protein Interaction Coupling (PICO) Assay towards One-Step Library Prep and Nanopore Read-out 2023 (Black Forest Nanopore Meeting, Freiburg, 06.-09.11.2023).
  • H. Liepold, H.Nguyen, A. Muenchinger, S. Vierrath: Influence of ionomer chemistry on gas permeability in hydrocarbon-based proton-exchange membrane fuel cells 2023 (ECS Meeting, Gothenburg / Sweden, 8.-12.10.2023).
  • H. Liepold, H. Nguyen, A. Muenchinger, S. Vierrath: Influence of ionomer chemistry on gas permeability in hydrocarbon-based proton-exchange membrane fuel cells 2023 (EFCF 2023, Low Temperature Fuel Cells, Electrolysers & H2 Processing Forum, Lucerne/Switzerland, July 4-7, 2023).
  • J. Disch, S. Ingenhoven, S. Vierrath: Bipolar membranes with porous anion exchange layers for the electrochemical reduction of CO2 to CO 2023 (Carbon Capture, Utilization and Storage Gordon Research Conference, Les Diablerets, VD, Switzerland, 28.05. - 02.06.2023).
  • J. Schlanderer, J. Lüddecke, A. Golubov, W. Grasse, T. A. Kohl, C. Metzger-Boddien, S. Niemann, C. Pilloni, S. Plesnik, B. Raya, B. Shresta, R. Zengerle, M. Beutler, H. Hoffmann, N. Paust: Two-Stage Tuberculosis Diagnostics: Combining Centrifugal Microfluidics at the Point-of-Care with subsequent Antibiotic Resistance Profiling by Targeted NGS 2023 (MicroTAS 2023, Katovice/Poland, 15.-19.10.2023).
  • J. Schlanderer, M. Beutler, W. Grasse, T. A. Kohl, J. Lüddecke, S. Niemann, H. Hoffmann, N. Paust: Two-stage tuberculosis diagnostics: centrifugal microfluidics at the point of care with subsequent antibiotic resistance profiling by tNGS 2023 (Eurosensors 2023, Lecce, Italy, 10. - 13.09.2023).
  • K. Seteiz, J. Häberlein, P. Heizmann, J. Disch, S. Vierrath: Carbon black supported Ag nanoparticles for CO2 to CO electrolysis enabling high mass activities 2023 (EFCF 2023, Low Temperature Fuel Cells, Electrolysers & H2 Processing Forum, Lucerne/Switzerland, July 4-7, 2023).
  • L. Bohn, J. Disch, S. Vierrath: Separating loss mechanisms in CO2 electolyzers by utilizing reference electrodes 2023 (EFCF 2023, Low Temperature Fuel Cells, Electrolysers & H2 Processing Forum, Lucerne/Switzerland, July 4-7, 2023).
  • L. Metzler, S. Koch, M. Klingenhof, L. Hagner, M. Elshamy, L. Bohn, P. Strasser, S. Vierrath: Advances in AEM water electrolysis – Towards scalable production of iridium-free cells with high voltage efficiency 2023 (EMEA 2023, Workshop on Ion Exchange Mambranes for Energy Applications, Bad Zwischenahn, 20.-22.06.2023).
  • N. Borst: Neue Technologien für die molekulare Diagnostik zuhause 2023 (HomeDiagnostix Congress, Konstanz, July 5-7, 2023).
  • N. van Treel, R. Qelibari, E. Cruz Ortiz, G. Titvinidze, C. Klose, A. Münchinger, S. Vierrath: Direct coating on PEEK reinforced sulfonated polyphenylensulfone membrane 2023 (ECS Meeting, Gothenburg / Sweden, 8.-12.10.2023).
  • S. Koch, J. Disch, L. Bohn, L. Metzler, S. Vierrath: Electrode engineering for anion-exchange membrane electrolyzers 2023 (SpinCat Workshop: "Interfacial Electrochemistry and Electrolysis”, Eindhoven / The Netherlands, 13.- 14.11.2023).
  • S. Koch, J. Disch, S. Kilian, L. Metzler, S. Vierrath: Water Transport and Salt Precipitation in Anion-Exchange Membrane Electrolyzers 2023 (ECS Meeting, Gothenburg / Sweden, 8.-12.10.2023).
  • S. Murad, M. Heyer, F. Lickert, J. Menges, S. Calabrese, T. Hutzenlaub, N. Paust, P. Juelg: Fast and bubble-free filling of nano-imprinted high-density picoliter well arrays for digital assays enabled by centrifugal microfluidics 2023 (MicroTAS 2023, Katovice/Poland, 15.-19.10.2023).
  • T.-T. Truong, K. Mikloska, N. Paust, T. Hutzenlaub, L. Kubetzko, S. Derer, N. von Bubnoff, P. Juelg: Comparison of DNA reference material for pre analytics : Nucleosomal plasma spike ins reveal true recovery efficiencies of circulating cell free DNA extractions 2023 (ISMRC 2023 - 13th International Symposium on Minimal Residual Cancer, Hamburg, 02.-04.05.2023).
  • T. Tu-Truong, Y. Kaku, S. ElGenk, M. Bösenberg, H. Sültmann, T. Gemoll, N. von Bubnoff, E. Dazert, L. Kubetzko, S. Derer, M. Oberländer, A. Katalinic, R. Deck, C. Sina, H. Busch, S. Kartmann, J. Lüddecke, T. Hutzenlaub, N. Paust, P. Juelg: Robotic centrifugal microfluidics: a novel automation platform for large sample volume applications demonstrated by cell-free DNA isolation 2023 (MicroTAS 2023, Katovice/Poland, 15.-19.10.2023).
  • V. Zieger, D. Frejek, S. Zimmermann, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann: A novel platform for automated and efficient handling of scaffold-free 3D cell-culture models enables well-controlled large-scale 3D in vitro drug screening 2023 (SLAS 2023 Conference and Exhibition, San Diego, CA, USA, 25.02. - 01.03.2023).
  • V. Zieger, D. Frejek, S. Zimmermann, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann: Selective high-throughput deposition of single spheroids towards automated 3D in vitro cell culture 2023 (3D Cell Culture 2023, Freiburg, 17. - 19.04.2023).
  • V. Zieger, E. Wöhr, S. Zimmermann, D. Frejek, P . Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann: Automated large scale spheroid generation via hanging drop and efficient transfer into physiological mimicking microenvironment 2023 (Transducers, Kyoto/Japan, May 25-29, 2023).
  • Y.-K. Lai, J. F. Hess, N. Paust: Centrifugal gravity enables void-free priming of dead-end nanoliter cavities 2023 (MicroTAS 2023, Katovice/Poland, 15.-19.10.2023).
  • Z. Khan, D. Gururajan, D. Straubinger, P. Koltay, S. Kartmann, R. Zengerle, Z. Shu: Hybrid 3D-printing of molten metal microdroplets and polymers for prototyping of printed circuit boards with integrated electrical energy storage systems 2023 (Transducers, Kyoto/Japan, May 25-29, 2023).
  • Z. Khan, P. Koltay, R. Zengerle, S. Kartmann, Z. Shu: Direct conductive metal printing for one step fabrication of hybrid flexible electronics 2023 (inno LAE 2023, Cambridge, UK, 21. – 23. Feb. 2023).
  • Z. Shu: StarJet Technology - Direct molten metal printing for printed, flexible, 3D electronic applications 2023 (TechBlick, virtuell, 29.-30.03.2023).
  • Z. Shu: Hybrid 3D printing of conductive metal and polymer for smart 3D electronics and sensors 2023 (IVAM Hightech Summit 2023, Bochum, 03.-04.05.2023).
  • Z. Shu, S. Hennig, P. Koltay, S. Kartmann, F. von Stetten, R. Zengerle: Automated sample preparation platform for protein diagnostics based on open microfluidics electrophoresis 2023 (Black Forest Nanopore Meeting, Freiburg, 06.-09.11.2023).

Besondere wissenschaftliche Aktivitäten

Abschlussarbeiten

Promotionen
  • Fritz Koch: Development and quantitative assessment of generic processes to enable 3D-bioprinting of arti cial tissue (Erstgutachter/in Prof. Dr. Roland Zengerle, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Günter Finkenzeller, Uniklinik Freiburg), 2023.
  • Hien Nguyen: Optimization and characterization of proton-exchange membrane fuel cells based on novel hydrocarbon ionomers (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, EES-Group, IMTEK, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Thomas Hanemann, IMTEK - Werkstoffprozesstechnik), 2023.
  • Philipp Heizmann: Fantastic nanoparticles and where to find them: Advanced electron microscopy for the investigation of novel electrocatalysts (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Anna Fischer, Institut für Anorganische und Analytische Chemie, Uni Freiburg), 2023.
  • Susanne Koch: Electrode engineering for anion-exchange membrane water electrolyzers (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, IMTEK - Anwendungsentwicklung/Elektrochemische Energiesysteme, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Stefan Glunz, INATECH, Freiburg), 2023.
Master
  • XX: Vanadium redox flow battery performance of pretreated Aemion+™ (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, IMTEK - Anwendungsentwicklung/Elektrochemische Energiesysteme, Zweitgutachter/in Dr. Jochen Kieninger, IMTEK - Sensoren), 2023.
  • XX: Automation of hybrid capture based target enrichment method for whole exome sequencing by centrifugal microfluidics (Erstgutachter/in PD Dr. Nils Paust, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Jürgen Rühe, IMTEK - Chemie & Physik von Grenzflächen), 2023.
  • XX: Development of carbon supported Ag nanoparticles as catalyst for CO2 electrolysis (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, IMTEK - Anwendungsentwicklung/Elektrochemische Energiesysteme, Zweitgutachter/in Dr. Jochen Kieninger, IMTEK - Sensoren), 2023.
  • XX: Fully functional hybrid 3D-printing of multi-layered electrical circuit (Erstgutachter/in Dr. Peter Koltay, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Prof. Dr. Bastian Rapp, IMTEK - Prozesstechnologie), 2023.
  • XX: Screening of protein biomarkers for hypomethylating agent resistance in acute myeloid leukemia using absolute quantification by protein interaction cou-pling (Erstgutachter/in PD. Dr. Nils Paust, IMTEK - Anwendungsentwicklung), 2023.
  • XX: Development of a non-contact capacitive sensor for in-flow microparticle detection (Erstgutachter/in Dr. Peter Koltay, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Dr. Jochen Kieninger, IMTEK - Elektrische Messtechnik und Eingebettete Systeme), 2023.
  • XX: Entwicklung eines auf Calciumphosphat-Zement (CPC) basierenden hybriden 3D-Bioprinting-Verfahrens zum Drucken von Knochenersatzprodukten (Erstgutachter/in Dr. Peter Koltay, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Dr. Andreas Greiner, IMTEK - Simulation), 2023.
  • XX: Design, Manufacturing and Evaluation of a Microfluidic Cartridge for Molecular Sample-to-Answer Analysis (Erstgutachter/in Apl. Prof. Dr. Nils Paust, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Dr. Andreas Greiner, IMTEK - Simulation), 2023.
  • XX: Konstruktion eines thermo-pneumatisch aktuierten Labormusters für die mobile Diagnostik (Erstgutachter/in Apl. Prof. Dr. Felix von Stetten, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Dr. Andreas Greiner, IMTEK - Simulation), 2023.
  • XX: Integrated reference electrode for anion-exchange membrane water electrolysis (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, IMTEK - Anwendungsentwicklung, Zweitgutachter/in Dr. Jochen Kieninger, IMTEK - Elektrische Messtechnik und Eingebettete Systeme), 2023.
Bachelor
  • XX: Conductivity evaluation of anion-exchange membranes for water electrolyzers (Erstgutachter/in Dr. Severin Vierrath, EES-Group, IMTEK), 2023.