Entwicklung und Charakterisierung von Kohlenstoffnanoröhren-Mikroelektroden auf Basis eines CVD-Prozesses

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URI: http://hdl.handle.net/10900/81683
http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-816830
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-23077
Dokumentart: Dissertation
Date: 2018-03-27
Language: German
Faculty: 7 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Department: Physik
Advisor: Kern, Dieter P. (Prof. Dr.)
Day of Oral Examination: 2018-02-23
DDC Classifikation: 530 - Physics
Keywords: Kohlenstoff-Nanoröhre , CVD-Verfahren
Other Keywords: Mikroelektrodenarray
License: Publishing license excluding print on demand
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Inhaltszusammenfassung:

In der vorliegenden Arbeit wurden Kohlenstoff-Nanoröhren (Carbon Nanotubes, kurz CNTs) zur Nutzung als Mikroelektrode direkt auf Mikroelektroden-Arrays (MEAs) synthetisiert. MEAs dienen der Detektion und Stimulation elektrischer Signale von Zellkulturen. Neben Biokompatibilität und -stabilität gehören u. a. eine geringe Impedanz sowie ein hoher Ladungsübertrag zum Anforderungskatalog der Mikroelektroden. Eine Verbesserung dieser Eigenschaften verspricht man sich von der Nutzung von CNT-Elektroden anstelle von etablierten Titannitrid- (TiN) Elektroden. Für die Anwendbarkeit des bei bis zu 640 °C ablaufenden CNT-Syntheseverfahrens wurde ein entsprechend hochtemperaturfestes Schichtsystem entwickelt. Die CNT-Elektroden wurden u.a. elektrisch charakterisiert sowie bezüglich ihrer Tauglichkeit zur Detektion elektrischer Signale neuronaler Zellen untersucht. Es zeigte sich, daß CNT-Elektroden hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften jenen der TiN-Elektroden überlegen sind. Ebenso erfolgreich verliefen Versuche mit einer neuronalen Zellkultur: hier konnten Cortex-Neurone für den Zeitraum von 12 Wochen kultiviert und deren Spikeaktivität gemessen werden; ebenso die Ausbildung eines neuronalen Netzwerkes konnte auf dem CNT-MEA beobachtet und somit seine Biokompatibilität und -stabilität gezeigt werden.

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