{"id":11241,"date":"2020-09-15T08:01:15","date_gmt":"2020-09-15T08:01:15","guid":{"rendered":"https:\/\/cyber-valley.de\/news\/chip-produziert-erstmals-ultraschall-videos\/"},"modified":"2026-07-15T14:44:26","modified_gmt":"2026-07-15T14:44:26","slug":"chip-produziert-erstmals-ultraschall-videos","status":"publish","type":"news","link":"https:\/\/cyber-valley.de\/de\/news\/chip-produziert-erstmals-ultraschall-videos\/","title":{"rendered":"Chip produziert erstmals Ultraschall-Videos"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><strong>Wissenschaftler der Forschungsgruppe Mikro, Nano und Molekulare Systeme am Max-Planck-Institut f\u00fcr Intelligente Systeme und des Instituts f\u00fcr Physikalische Chemie der Universit\u00e4t Stuttgart haben einen digitalen Chip entwickelt, der Filmsequenzen mit Ultraschall herstellen kann. Dar\u00fcber berichten die Forschenden in einem Beitrag im renommierten Magazin \u201eNature Communications\u201c. Der Ultraschallprojektor basiert auf einem speziellen Mikrochip, der am Institut f\u00fcr Mikroelektronik Stuttgart (IMS CHIPS) entwickelt und gefertigt wurde. Der Chip erzeugt gezielt Mikrobl\u00e4schen, die sich (\u00fcber den Chip) digital in schneller Abfolge ein- und ausschalten lassen. Dies erm\u00f6glicht es erstmals, hochaufl\u00f6sende holografische Abbildungen zeitaufgel\u00f6st darzustellen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<div data-oc-field=\"\/Text:opencms:\/\/system\/modules\/de.stuttgart.uni.v3.basics\/schemas\/nested\/block.xsd\/OpenCmsApolloBlock\/Text\" data-oc-id=\"http:\/\/opencms.org\/resources\/de\/60d3a6ed-f688-11ea-b642-000e0c3db68b\/Text[1]\/Block[1]\">\n<p>Ultraschall wird in vielen Bereichen angewendet, von medizinischer Bildgebung \u00fcber industrielle Messtechnik bis hin zu Gewebeentfernung bei Operationen oder Therapien. W\u00e4hrend es jedoch zur Detektion und Analyse von Ultraschall ausgereifte Technologien gibt, steht die Erzeugung und Projektion dieser hochfrequenten Schallwellen noch am Anfang. Typischerweise bestehen Ultraschall-Systeme aus wenigen Schallgeneratoren, die zwar einen Strahl beugen oder fokussieren k\u00f6nnen, aber nicht in der Lage sind, beliebige Motive wie zum Beispiel Bilder zu projizieren.\u00a0<\/p>\n<p>Genau dies ist den Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Intelligente Systeme sowie der Universit\u00e4t Stuttgart und des Stuttgarter Instituts f\u00fcr Mikroelektronik (IMS CHIPS) nun erstmals gelungen. Sie haben ein System entwickelt, mit dem komplexe akustische Bilder in Wasser projiziert und dynamisch ohne gro\u00dfen Zeitversatz ver\u00e4ndert werden k\u00f6nnen. Dieser neuartige Ultraschall-Projektor basiert auf einem speziell angepassten CMOS-Computerchip, welcher durchlaufende Schallwellen dynamisch modulieren kann. Mit ihm wurde nun der erste Film mit von Ultraschall erzeugten Bildern produziert.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\"><img decoding=\"async\" alt=\"R\u00e4umliche Ultraschall-Wandler erweitern die M\u00f6glichkeiten von Ultraschallanwendungen. Erm\u00f6glicht wird die dynamische Kontrolle eines akustischen Felds.\" src=\"\/uploads\/ckeditor\/pictures\/385\/content_056_20_ultraschall_film.jpg\" title=\"\"\/><\/p>\n\n\n\n<div>\n<p><em>R\u00e4umliche Ultraschall-Wandler erweitern die M\u00f6glichkeiten von Ultraschallanwendungen. Erm\u00f6glicht wird die dynamische Kontrolle eines akustischen Felds.<br\/>\nFoto: MPI<\/em><\/p>\n<div>\n<h3 data-oc-field=\"\/Text:opencms:\/\/system\/modules\/de.stuttgart.uni.v3.basics\/schemas\/nested\/block.xsd\/OpenCmsApolloBlock\/Headline\" data-oc-id=\"http:\/\/opencms.org\/resources\/de\/60d3a6ed-f688-11ea-b642-000e0c3db68b\/Text[1]\/Block[2]\">Deutlich ausgereiftere Ultraschall-Muster<\/h3>\n<div>\n<div data-oc-field=\"\/Text:opencms:\/\/system\/modules\/de.stuttgart.uni.v3.basics\/schemas\/nested\/block.xsd\/OpenCmsApolloBlock\/Text\" data-oc-id=\"http:\/\/opencms.org\/resources\/de\/60d3a6ed-f688-11ea-b642-000e0c3db68b\/Text[1]\/Block[2]\">\n<p>Der Ultraschall-Projektor hat die F\u00e4higkeit, r\u00e4umliche akustische Felder und damit ausgereiftere Muster aus fokussiertem Ultraschall zu projizieren und dynamisch zu erneuern. \u201cDiese Technik kann beispielsweise hilfreich sein, wenn man Ultraschall nur auf eine eng begrenzte Zielregion anwenden und vorsichtig darauf einstellen will \u2013 so wie es in medizinischen Anwendungen w\u00fcnschenswert ist\u201d, sagt Zhichao Ma, Erstautor der in Nature Communications erschienenen Forschungsarbeit.\u00a0<\/p>\n<p>Der CMOS-Chip verf\u00fcgt \u00fcber 10.000 winzige, vergoldete Elektroden, die als Matrix auf der Chip-Oberfl\u00e4che angeordnet sind und \u00fcber die in den Chip integrierte Elektronik einzeln digital angesteuert werden k\u00f6nnen. Die Chip-Oberfl\u00e4che ist mit einer w\u00e4ssrigen L\u00f6sung in Kontakt. Wird nun an eine Elektrode eine Spannung angelegt, flie\u00dft ein Strom und durch Elektrolyse w\u00e4chst eine winzige Blase an der Elektrodenoberfl\u00e4che. Da schon eine sehr d\u00fcnne Luftschicht den Ultraschall in Wasser blockiert, verh\u00e4lt sich jede Mini-Blase wie ein \u00f6rtlicher Schallschutz. Indem der CMOS-Chip diese Mini-Blasen nur an bestimmten Stellen erzeugt, bildet er quasi eine Maske, welche die Stellen einschr\u00e4nkt, durch die der Schall hindurchflie\u00dfen kann. Diese Maske kann wie ein digitales Hologramm geformt werden, so dass die ausgehende akustische Welle jedes gew\u00fcnschte akustische Bild erzeugen kann. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen die Blasen auf dem Chip weggewischt und neu arrangiert werden, um das n\u00e4chste holographische Bild zu erzeugen. Letztendlich f\u00fchrt dann ein Bild nach dem anderen zu einem Ultraschall-Film.<\/p>\n<p>Die Forschenden sind sich sicher, dass ihr neuartiges Instrument neue Anwendungen erm\u00f6glicht. So k\u00f6nnten sich zum Beispiel mit Hilfe gut kontrollierbarer akustischer Kr\u00e4fte kleine Objekte ver\u00e4ndern lassen. In einem Experiment haben sie bereits Polymerteilchen in verschiedene Formen arrangiert, die sich \u00fcber die Zeit ver\u00e4ndern, und sogar lebende Zellen lassen sich mit Hilfe von akustischen Hologrammen arrangieren.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Detail des Multielektroden-Chips\" src=\"\/uploads\/ckeditor\/pictures\/387\/content_056_20_Detail-MEA-Chip.jpg\"\/><\/p>\n<p><em>Detail des Multielektroden-Chips<br\/>\nFoto: IMS CHIPS<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"featured_media":11572,"parent":0,"template":"","meta":{"_acf_changed":false},"cv-tag":[],"location":[],"network-role":[],"news-category":[],"user-group":[245],"class_list":["post-11241","news","type-news","status-publish","has-post-thumbnail","hentry","user-group-researcher"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v28.7 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>Chip produziert erstmals Ultraschall-Videos - Cyber Valley<\/title>\n<meta name=\"robots\" content=\"index, follow, max-snippet:-1, max-image-preview:large, max-video-preview:-1\" \/>\n<link rel=\"canonical\" href=\"https:\/\/cyber-valley.de\/de\/news\/chip-produziert-erstmals-ultraschall-videos\/\" \/>\n<meta property=\"og:locale\" content=\"de_DE\" \/>\n<meta property=\"og:type\" content=\"article\" \/>\n<meta property=\"og:title\" content=\"Chip produziert erstmals Ultraschall-Videos - Cyber Valley\" \/>\n<meta property=\"og:description\" content=\"Wissenschaftler der Forschungsgruppe Mikro, Nano und Molekulare Systeme am Max-Planck-Institut f\u00fcr Intelligente Systeme und des Instituts f\u00fcr Physikalische Chemie der Universit\u00e4t Stuttgart haben einen digitalen Chip entwickelt, der Filmsequenzen mit Ultraschall herstellen kann. 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