Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und … · 2014-07-17 ·...

Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung

www.hessen-nanotech.de

2 | 2014

Hessen-Nanotech NEWSRückblicke:Neue Potenziale für Nanotech-nologie in der Medizin

Leben 3.0

Erfinderlabor „Organische Elektronik“

Aus der Forschung:Smart Windows aus Gießen

International:Nanotechnologie in Südost-england

Neues von NANORA

Projekte:Hessen ModellProjekte

Veranstaltungshinweise:3D-Additive Manufacturing

Cleanzone

Aus den Netzwerken:Fachkompetenz – Gebündelt im Materials Valley

Technologie- und Firmennews

~100 µm

2 Hessen-Nanotech NEWS 2/2014

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die ersten heißen Tage dieses Jahres liegen hinteruns. So sehr wir die Sonne genießen, so sehr stelltsich im Sommer aber auch immer die Frage: Wiekann ich meine Wohnung angenehm kühl halten,wenn die Außentemperatur steigt und steigt? AlsAntwort darauf haben Gießener Forscher ein „SmartWindow“ entwickelt, das im Sommer die Hitze aus-sperrt, im Winter aber die Wärmestrahlung der Sonne zum Heizen nutzt. So kann innovative Tech-nologie aus Hessen Heizkosten reduzieren und wert-volle Ressourcen schonen.

Natürlich blickt die vorliegende Ausgabe der Nano-tech NEWS auch über die Landesgrenzen hinaus. Sofreut es mich sehr, dass NANORA, die europäischeAllianz der Nanoregionen, Anfang Mai auf der Kon-ferenz „Transnationale Zusammenarbeit – so geht esweiter!“ des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur den ersten Platz des Projekt-wettbewerbs erringen konnte. Das unter hessischerLeitung organisierte NANORA-Projekt unterstütztkleine und mittlere Unternehmen unter anderem beider Suche nach Kooperationspartnern.

In dieser Ausgabe finden Sie zudem einen Rückblickauf das Erfinderlabor „Organische Elektronik“ desZentrums für Chemie. Die Unterstützung solch eineraußerschulischen Bildungsmaßnahme durch dasWirtschaftsministerium mag überraschen – aber nurauf den ersten Blick: Denn diese Kooperation mithessischen Unternehmen fördert bereits in der Schu-le technologischen Forscherdrang und das Ver-ständnis für ökonomische Zusammenhänge. FrühBegeisterung zu wecken, um die Fachkräfte von mor-gen zu gewinnen – das unterstütze ich als Wirtschafts -minister nur zu gerne.

Ich wünsche Ihnen eine anregende Lektüre und einenschönen Sommer.

Tarek Al-WazirHessischer Minister für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung

Editorial 2


Neuigkeiten aus Wissenschaft und Wirtschaft 3

In eigener Sache

Aktionslinie Hessen-Nanotech unter neuer Leitung 4

EuroMold – Hessischer Gemeinschaftsstand 7

Veranstaltungshinweise

Herstellungstechnologie der Zukunft: Das Potenzial von 3D-Additive Manufacturing 5

Reinraumtrends im Herzen Hessens 5

Elegante Haftung durch Oberflächen-funktionalisierung – ein Update 12

Rückblick

Nanomedizin Therapie 6

Treffpunkt Zukunft: Der Mensch im Mittelpunkt 8

Tüfteln für den Bildschirm der Zukunft 22

Aus den Netzwerken

Fachkompetenz – gebündelt im und vermitteltdurch das Materials Valley 9

Neue Publikationen

Neue Studie zu Ressourcenschonung und Energieeinsparung mit Nanotechnologien 10

Materialien im Fokus

Zinkoxid – ein Alleskönner 11

Technologietransfer

Europaweite Unternehmenskooperationen 13

Aus der Forschung

Smart Windows aus Gießen 14

International

Nanotechnologie in Südostengland 16

Nanotechnologie für alle – NANORA macht sie erlebbar 18

Projekte

Hessen ModellProjekte 19

TURBO – Mikrowellen-Plasmaanlagen-Optimierung zur Prozess-Beschleunigung in der Mikro-Nano-Integration 20

Veranstaltungen/Termine 24

Impressum 24

Liebe Leserinnen und Leser,

Editorial

3Hessen-Nanotech NEWS 2/2014


nano.DE-Report 2013 erschienen

Der neue nano.DE-Report 2013 betrachtet die aktu-elle Situation der Nanotechnologie in Deutschland.Er zeigt aktuelle Branchen- und Technologietrendssowie Marktentwicklungen der Nanotechnologie inden verschiedenen wirtschaftlichen Anwendungsfel-

dern auf. Wie in den beidenVorgänger-Publikationen ausden Jahren 2009 und 2011 wer-den im neuen nano.DE- Reportdarüber hinaus aktuelle Entwick- lungen der sozioökonomischenRahmenbedingungen der Na-notech nologie beleuchtet. Hier- zu gehören zum Beispiel die öf-fentliche Forschungsförderungin Deutsch land und Eu ropa, dieNetzwerkbildung, der sichereUmgang mit Nano materialiendurch Risikoforschung, Risiko-

management und Regulierung, die Information derÖffentlichkeit sowie die internationale Abstimmungund Standardisierung. Der nano.DE-Report 2013kann kostenlos heruntergeladen werden.

n www.bmbf.de

Heraeus stärkt den Standort Hanau

Heraeus baut sein Stammwerk in Hanau aus und umund investiert dafür im hohen zweistelligen Millio-nen-Euro-Bereich. Ziel ist die verbesserte Strukturie-rung des Werksgeländes an der Heraeusstraße in diefunktionalen Bereiche Verwaltung, Entwicklung, Pro-duktion und Logistik. Jan Rinnert, Vorsitzender derHeraeus Holding Geschäftsführung, erläutert: „Han-au bleibt weiterhin die Zentrale für Heraeus, die wirnun zukunftsfähig aufstellen. Durch das Wachstum inden vergangenen Jahrzehnten haben wir im Stamm-werk eine gewachsene Struktur, die nicht mehr denheutigen Ansprüchen an Effizienz genügt. Die neueZuordnung ermöglicht schnellere Abläufe bei gleich- zeitiger Entlastung der Hanauer Innenstadt.“ Zentra lesElement der Planung ist auch die Errichtung einesneuen Forschungs- und Entwicklungszentrums, dasbis Ende 2016 realisiert werden soll. „Innovation istein elementarer Bestandteil der Geschäftstätigkeitvon Heraeus. Mit dem F&E-Zentrum bündeln wir un-sere konzernweiten und bereichsübergreifenden Ak-tivitäten“, so Rolf Najork, Mitglied der Geschäftsfüh -rung Heraeus Holding.

n www.heraeus.de

Ein Mäntelchen aus Gold

Gezielt Nanopartikel mit definierter Geometrie er-zeugen: Forschern der Friedrich-Alexander-Universi-tät (FAU) Erlangen-Nürnberg haben in situ das Auf-wachsen einer Gold-Nanoschicht auf Glas-Nanopar-tikel beobachtet. Schon seit einer Weile hat die Medizin goldbasierte Nanostrukturen ins Visier ge- nommen, um Diagnostik und Therapien zu verbes-sern. Die ersten Tests sind vielversprechend. Dochnun heißt es, die Sensibilität und Wirksamkeit weiterzu verbessern. Partikeltechnologen der FAU gelanges, den Wachstumsprozess der Partikel zu analysie-ren und zu ermitteln, wie man sie für bestimmte An-wendungen maßschneidern kann. Die Arbeit könn-te die Grundlage für den künftigen Einsatz zum Bei-spiel als neuartige Pigmente, Katalysatoren oderLichtverstärker für photovoltaische Anwendungenbieten.

n www.uni-erlangen.de

Neue DaNa2.0 Website zur Informationüber Nanomaterialien – jetzt auch mobil

Ob vom Smartphone, Tablet oder Desktop – wer Informationen zu Nanomaterialien sucht, findet sieab sofort auf der neuen dynamischen Website desDaNa2.0-Projekts. Ziel des Internetauftritts ist es, For-schungsergebnisse zur Sicherheit von Nanomateria-lien für Experten wie für Laien übersichtlich und ver-ständlich darzustellen. Das Kernstück bildet die un-ter „nanoINFO“ bzw. „Wissensbasis“ erreichbareDatenbank zu Nanomaterialien, die das aktuelleWissen in diesem Technikbereich zusammenfasst. ImUnterschied zu anderen Datenbanken umfasst sienicht nur unstrukturierte Daten, sondern allgemein-verständliche Zusammenfassungen von fachlichenVeröffentlichungen, deren wissenschaftliche Qualitätvon einem Team internationaler Experten überprüftwurde. Diese fachlichen Daten werden zu den markt-gängigen Materialien und potenziellen Anwendun-gen zugeordnet. Mit der dreispaltigen Darstellung inder nanoINFO-Wissensbasis kann der Besucher he-rausfinden, welche Nanomaterialien in welchen An-wendungen zu finden sind und wie sie sich verhalten.

n www.nanopartikel.info

Nanohüllen aus Gold in unterschiedlichen Wachs-tumsstadien – oben linksnoch kleine Goldinselchen,unten links eine geschlosseneHülle. (Bild: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)

Cover nano.de-Report 2013

Daten und Wissen zu Nanomaterialien - Aufbereitung gesellschaftlich relevanter naturwissenschaftlicher Faktenwww.nanopartikel.info


Entwicklung neuer Werkstoffe für nach-haltige Produkte entscheidend

Drei Viertel der zwanzig größten deutschen Unter-nehmen schätzen die Werkstoffforschung als sehrbedeutend für ihre zukünftige Unternehmensent-wicklung ein. „Werkstoffinnovationen sind eine ent-scheidende Voraussetzung für Produktentwicklungentechnikorientierter Unternehmen“, erläutert Dr.-Ing.Hans-Jürgen Schäfer, Geschäftsführer der VDI-GME.„Denn da, wo sich durch neue Werkstoffe und ihreverbesserte Werkstofftechnik die Leistungsgrenzenbestehender Produkte verschieben lassen oder neueProduktvarianten entstehen können, werden Inno-vationsschübe und entscheidende Wettbewerbsvor-teile für unsere Unternehmen generiert.“ Etwa zweiDrittel aller technischen Innovationen hängen vonden Eigenschaften der Werkstoffe ab. In nahezu allenIndustriebranchen werden daher neue Werkstoffeentwickelt, um neue und leistungsfähige Produkteherstellen zu können. Die vollständige Studie „Werk-stoffinnovationen für nachhaltige Mobilität undEnergieversorgung“ umfasst insgesamt 290 Seitenund steht kostenfrei zum Download zur Verfügung.

n www.vdi.de

Und es gibt siedoch!

Aus dem Labor insLehrbuch? Marbur-ger Chemikerinnenund Chemiker habengleich zwei neue Verbin-dungen vorgestellt, deren Synthese bislang als unmöglich galt. Professorin Dr.Stefanie Dehnen und ihr Team von der Philipps-Uni-versität prä sentieren ihre Ergebnisse in zwei Online-Vorabveröffentlichun gen der Fachzeitschrift „Ange-wandte Chemie“. Bismut ist ein Metall, das unter an-derem in Legierungen Verwendung findet; seine Ver-bin dun gen kommen auch in Medikamenten zumEinsatz. Im Gegen satz zu nah verwandten Elementenkennt man vom Bismut bislang keine polyzyklischenPolyanionen. Das hat die Arbeitsgruppe mit ihrer ak-tuellen Publikation geändert. Ihr gelang erstmals dieSynthese eines polyzyklischen Anions mit elf Bis-mutatomen, dessen Struktur einem leichteren Ana-logon mit Phosphor ent spricht, welches als „Ufosan“in die Fach literatur ein gegangen ist. „Offenbar fehl-ten ledig lich die rich tigen Ansätze, um solch ein An-ion im Labor zu synthetisieren“, schreibt das Mar-burger Autorenteam.

n www.uni-marburg.de

Aktionslinie Hessen-Nanotech unter neuer Leitung

In eigener Sache

Die Aktionslinie Hessen-Nanotech steht seit dem 1.Mai unter neuer Projektleitung: Dr. David Eckens-berger übernimmt diese Funktion. Er ist promovier-ter Chemiker und arbeitete zuvor fünf Jahre in einerFrankfurter Unternehmensberatung mit Schwerpunktim Bereich Life Sciences, wo er den Kompetenz- Bereich Nanotechnologie maßgeblich mit aufbaute.Seine Tätigkeiten umfassten die Betreuung von KMUaus den Nano- und Materialwissenschaften ebensowie die Beratung von Start-Up-Unternehmen ausdiesen Gebieten. Mit seinem Know-how ergänzt ernun das Team der Aktionslinie und steht gemeinsammit Nicole Holderbaum – seit März 2013 Projektma-nagerin bei der Aktionslinie – allen Interessierten alsAnsprechpartner für die Themen rund um Nano- undMaterialtechnologien zur Verfügung.

n AnsprechpartnerDr. David Eckensberger ProjektleiterAktionslinie Hessen-NanotechHessen Trade & Invest GmbHTel.: 0611/95017-8326, Fax: -58326E-Mail: [email protected]

Dr. David Eckensberger

Die „Ufosan“-Struktur der neuartigen Bismutverbindung in schematischer Darstellung (Bild: AG Dehnen)


Die Aktionslinie Hessen-Nanotech, Umicore AG &Co. KG, Materials Valley e.V. und Hessen Designladen gemeinsam zur Veranstaltung „3D-AdditiveManufacturing“ am 23. September in den Indus-triepark Wolfgang in Hanau ein. Wo zeigt die ad-ditive Fertigung ihre Stärken gegenüber konven-tionellen Herstellungsmethoden? Was sind dieAnforderungen an Software und Materialien? Ex-perten aus der Wissenschaft und Vorreiter ausder Industrie geben Antworten auf diese und wei-tere spannende Fragen.

Im Rahmen der Veranstaltung werden eine der ge-genwärtig spannendsten und zukunftsträchtigstenFertigungstechnologien sowie ihre Anwendungsbe-reiche vorgestellt. Es gibt fast nichts, was 3D-Druckernicht herstellen können. Das Fertigungsverfahren be-findet sich aktuell in einer entscheidenden Über-gangs phase: von einem Nischendasein zu einer ernst- zunehmenden Alternative für herkömmliche Her -stel lungsprozesse in vielen Anwendungsbereichen. Besonders interessant ist die große Bandbreite an

„druckbaren“ Materialien, die verschiedene Kunst-stoffe Metalle Keramiken und gummiähnliche Sub-stanzen umfasst. Einige Drucker können Materialienkombinieren und so auch komplexe Objekte erstel-len.

Die Aktionslinie Hessen-Nanotech veranstaltet am23. September 2014 ab 13:00 Uhr im Hanauer Indus-triepark Wolfgang im Auftrag des Hessischen Wirt-schaftsministeriums einen Workshop, bei dem überdie Möglichkeiten und Grenzen der unterschiedli-chen additiven Fertigungstechniken informiert wird.Zusätzlich zum Vortragsprogramm bietet eine ge-meinsam mit Hessen Design veranstaltete Begleit-ausstellung die Möglichkeit, mit Ansprechpartnernins Gespräch zu kommen und sich vor Ort einenÜberblick über bestehende Anwendungsgebiete,Innovationen und Chancen des 3D-Drucks zu ver-schaffen.

Weitere Informationen unter www.hessen-nanotech.de/additive_manufacturing

Herstellungstechnologie der Zukunft: Das Potenzial von 3D-Additive Manufacturing

Veranstaltungshinweis

Sie hat sich in kürzester Zeit als der zentrale Treffpunkt für Reinraumtechnologie etabliert: die Cleanzone – internationale Fachmesse und Kon-gress in Frankfurt am Main. Am 21. und 22. Okto -ber 2014 geht die spezialisierte Veranstaltungzum dritten Mal an den Start.

Das Besondere der Cleanzone ist ihr länder- undbranchenübergreifender Anspruch. Mit ihren zweiSchwerpunkten spricht sie alle Anwendungsfelderan, in denen unter reinen Bedingungen produziert,montiert, verpackt, gearbeitet und geforscht wird:„Life Sciences“ richtet sich neben der Biotechnolo-gie vor allem an Industrien wie Pharma, Kosmetikund Lebensmittel. „Mikrotechnologie“ adressiertunter anderem die Nanotechnologie, Mikroelektro-nik, Halbleiter-, Kunststoff- und Oberflächentechnik,Optik, Lasertechnologie, Automobilindustrie, Elek-tronik, Luft- und Raumfahrt. Überschneidungen er-geben sich bei den Verpackungslösungen und in derMedizintechnik.

Der Zweiklang von Ausstellung und Wissensplatt-form erlaubt es Besuchern, sich intensiv über alle re-levanten Entwicklungen zu informieren. Dafür prä-

sentiert die Fachmesse das gesamte Angebots-spektrum von der Planung über Bau und Betrieb vonReinräumen bis hin zu Verbrauchsmitteln und Schu-lungen. Die kostenfreie Aktionsbühne CleanzonePlaza bietet dazu Ausstellervorträge und Praxis-Know-how. Der Kongress liefert Reinraumexpertenund -einsteigern wissenschaftlich fundiertes Wissen,Berichte aus Forschung und Praxis sowie aktuelleTrends. 2014 können Teilnehmer erstmals alle Mo-dule einzeln buchen und so ihren Messe- und Kon-gressbesuch noch besser aufeinander abstimmen.Aussteller können sich noch bis 6. September an-melden. Messebesucher registrieren sich bis 19. Ok-tober kostenfrei. Die Kongress-Sessions werden be-quem online gebucht. Alle Informationen und Ticketsunter: www.cleanzone.messefrankfurt.com

Reinraumtrends im Herzen HessensVeranstaltungshinweis

Nicole Holderbaum

n Aktionslinie Hessen-NanotechTel.: 0611/95017-8634E-Mail: [email protected]


Therapeutische Nanomedizin ganz groß?Fachveranstaltung gab Überblick zum aktuellen Stand

Rückblick

Von neuartigen Nanocarriern in der Tumorthera-pie über die Aufnahme von Impfstoffen durchHaarfollikel bis hin zur Vorstellung von Medika-mentenverabreichung mittels innovativer Inhala-tionssysteme – das Spektrum der am 22. Mai beider IHK Darmstadt präsentierten Entwicklungenim therapeutischen Bereich der Nanomedizin warbreit gefächert. Die vertiefende Fachveranstaltungaus der Reihe „Neue Potenziale für die Nano-technologie in der Medizin“ traf nach der Auf-taktveranstaltung Ende letzten Jahres und derersten erfolgreichen Fokussierung auf das Thema„Diagnostik und Monitoring“ ebenfalls auf gro-ßes Interesse.

Ein häufig auftretendes Problem bei der Entwick-lung neuer Arzneimittel erläuterte Professor Dr.Claus-Michael Lehr vom Helmholtz-Institut für Phar-mazeutische Forschung Saarland: Wie wird ein Wirk-stoff überhaupt zuverlässig zu seinem Wirkort trans-portiert? Hierbei gelten natürliche biologische Bar-rieren, wie zelluläre Membranen, Verbände oder Sekrete als Herausforderung. Sie sind für das Funk- tionieren lebender Organismen unverzichtbar, liegenaber typischerweise zwischen dem Anwendungs-und dem Wirkort von Medikamenten und stellen sofür die optimale Wirksamkeit eine zu überwindendeBarriere dar. Die Erforschung dieser Hürden desmenschlichen Körpers stellt einen Forschungsschwer -punkt von Professor Dr. Lehr und seiner Arbeits -gruppe dar. In seinem Vortrag stellte er mit Darm,Haut und Lunge verschiedene Anwendungsgebietevor, auf denen sich erfolgversprechende Perspekti-ven abzeichnen – oftmals nur mit Hilfe der Nano-technologie. Dies betrifft die Behandlung entzündli-cher Darmerkrankungen, die Aufnahme von Impf-stoffen durch Haarfollikel oder die Verabreichungvon Wirkstoffen über die Lunge.

Anhand von neuartigen Nanocarriersystemen, dieauch in der Tumortherapie eingesetzt werden kön-nen, zeigte Dr. Christian Schmidt vom Fraunhofer Institut für angewandte Polymerforschung IAP inPotsdam ein weiteres spannendes und vielverspre-chendes Einsatzfeld der Nanotechnologie. Hierbeiwerden nanoskalige Trägersysteme mit dem Krebs- medikament Doxorubicin beladen. Mit Hilfe der Na-nopartikel kann der verkapselte Wirkstoff selektivzum Tumor transportiert werden, so dass durch diese

gezielte Lieferung des Wirkstoffs die Nebenwirkun-gen zum Wohle der Patienten deutlich gesenkt wer-den könnten. In ersten Tests mit HeLa-Zellen (Gebärmutterhals-Tumorzellen) konnte für den Arz-neistoff in dieser Darreichungsform eine fünfmal effektivere Bekämpfung des Tumorgewebes gezeigtwerden. Gleichzeitig blieben gesunde Zellen unbe-rührt, was einen großen Vorteil im Vergleich zur kon-ventionellen Behandlungsmethode bedeutet. Dieentwickelte Methode erreicht demnach eine Sen-kung der Nebenwirkungen und die Schonung ge-sunder Zellen. Zudem haben die Forscher ein neu-artiges Testsystem entwickelt, mit dem man die Ef -fektivität der verkapselten Arzneistoffe und auch dieGiftigkeit des Trägersystems ermitteln kann.

Der Beitrag von Dr. AndreaHanefeld, Leiterin der GruppeDrug Delivery & Innovationdes Pharmakonzerns MerckSerono, widmete sich der Fra-ge, wie nanoskalige Arzneifor-men zur Bioverfügbarkeitser-höhung von pharmazeutischenWirkstoffen beitragen können.Viele Substanzen, die zur Her-stellung von Arzneimitteln be-nötigt werden, sind nur schwerwasserlöslich. Damit einherge-hend kann der mensch licheKörper die entsprechendenMedikamente nur schlecht aufnehmen, die Dosie-rung wird also schwieriger. Um dieses Problem zu lö-sen, können Nanosuspensionen zum Einsatz kom-men. Sie ermöglichen eine erhöhte Auflösungsge-schwindigkeit und bieten eine verbesserte Löslich-keit, sodass diese schwerlöslichen Wirkstoffe besserbioverfügbar sind. Das bedeutet, dass nach perora-ler Gabe der Wirkstoff aus dem Magen-Darm-Traktleichter resorbiert wird, in den Blutkreislauf gelangtund letztlich auch am gewünschten Wirkort in aus-reichender Konzentration zur Verfügung steht.

Im Anschluss an die kurzweiligen Vorträge stand einweiteres spannendes Ereignis auf dem Programm:die Besichtigung des Unternehmens Thermo FisherScientific in Darmstadt.

Ulrike Niedner-Kalthoffvom Hessischen Wirt-schaftsministerium be-grüßte die Teilnehmer.

Prof. Claus-MichaelLehr referierte über dieHerausforderungen beider Überwindung bio-logischer Barrieren underzielte hohe Aufmerk-samkeit bei seinen Zuhörern.

Dr. Christian Schmidt,Fraunhofer IAP, sprachüber erste vielverspre-chende Ansätze bei derTherapie von Gebär-mutterhalskrebs.

Dr. Andrea Hanefeld,Merck, erläuterte, wel-che Vorteile Nanotech-nologie bei der Erhö-hung der Bioverfügbar-keit von Arzneimittelnbietet.


Nach einer kurzen Unternehmenspräsentation wur-de in einem zum „Tatort“ präparierten Raum simu-liert, wie die Aufnahme von genetischem Beweis-material erfolgt. In verschiedenen Unternehmens -laboren wurden anschließend wissenschaftliche Ge -räte und Ausrüstungen, die zur Protein- und gene ti-schen Analyse entwickelt wurden, vorgestellt. DieseGeräte sollen bei der Lösung komplexer analytischerProbleme helfen, die Diagnostik am Patienten ver-bessern und die Produktivität der Labore steigern.Die Besichtigung fand im Rahmen der „Langen Nachtder Industrie“ statt.

Unter dem Themenschwerpunkt „Regenerative Me -dizin“ stand die Abschlussveranstaltung der Reiheam 25. Juni bei der DECHEMA (zu Redaktionsschlussnoch nicht durchgeführt; ausführlicher Nachberichtim nächsten Heft). Informationen zu allen Veranstal-tungen der Reihe sowie die frei verfügbaren Vorträgeder Veranstaltungen finden Sie unter www.hessen-nanotech.de/nanomedizin

Frederike Höferhüsch

Die Aktionslinie Hessen-Nanotech in der Hessen Trade & Invest GmbH organisiert im Auftrag desHessischen Ministeriums für Wirtschaft, Energie, Ver-kehr und Landesentwicklung einen Gemeinschafts-stand für hessische Unternehmen und Forschungs-einrichtungen auf der EuroMold vom 25. bis 28. No-vember 2014 auf der Messe Frankfurt. In Halle 8.0dreht sich alles um Werkzeug und Formenbau,Werkzeuge, Messtechnik, Werkstoffe und neue Ma-terialien, Engineering und andere Bereiche aus demEuroMold Produktspektrum. Unternehmen profitie-ren von einem All-inclusive-Paket auf insgesamt rund120 Quadratmetern und können ihre Kompetenzenso professionell und in einem ansprechenden Rah-men vor einem internationalen Publikum präsentie-ren. Neben dem Full-Service von Standbau und -aus -stattung, dem Catering und einer Gemeinschafts -fläche für Gesprächstermine besteht zusätzlich dieMöglichkeit, das Unternehmen im Vortragsforum derMesse aktiv zu präsentieren. Als zusätzliche Marke-tingmaßnahme erhält jedes Unternehmen die Mög-lichkeit, unter „News der Aussteller“ auf der Euro-Mold- Homepage aktuelle Firmen und Produktinfor-mationen in Deutsch und Englisch zu veröffentlichen.

Für weitere Informationen stehen Ihnen folgende Ansprechpartner zur Verfügung.

Joachim C. OnnenDEMAT GmbHE-Mail: [email protected]

Dr. David EckensbergerHessen Trade & Invest GmbHE-Mail: [email protected]

Hessischer Gemeinschaftsstand auf der EuroMOLD

In eigener Sache

Die Teilnehmer tauschten sich sehr angeregt über die Vorträge aus (oben). Der Firmenrundgang fand großen Anklang. Nach kurzer Einführung (unten links) ging es zur Besichtigung des „Tatorts“ (unten rechts)


Großer Andrang beimdritten ZukunftskongressLeben 3.0 im The Squaire

Wirtschaftsminister TarekAl-Wazir mit Dr. RainerWaldschmidt (rechts), Geschäftsführer der Hessen Trade & InvestGmbH, und Dr. CarstenOtt (links), Abteilungslei-ter Technologie & Zukunftder Hessen Trade & InvestGmbH auf dem Zukunfts-kongress Leben 3.0

Wirtschaftsminister Tarek Al-Wazir im Zukunftsdialog mitKlaus Burmeister, Geschäftsführer Z_punkt GmbH –The Foresight Company (rechts) und Rolf Najork, Mitgliedder Geschäftsführung der Heraeus Holding GmbH (zweitervon rechts). Links im Bild: Moderator Sascha Hingst

Der Andrang war groß am 14. Mai im The Squaiream Frankfurter Flughafen: 500 Teilnehmer trafensich zum Zukunftskongress „Leben 3.0“.

„Wie können wir mit neuen Technologien unser Leben nachhaltig zum Besseren verändern?“, so for-mu lierte Tarek Al-Wazir, Hessischer Minister für Wirt-schaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung, dieLeitfrage des Zukunftskongresses „Leben 3.0“, dergemeinsam von Hessen Trade & Invest und demF.A.Z.-Institut veranstaltet wurde. Einigkeit herrschtedarüber, dass Industrie und Gesellschaft sich immerschneller wandeln, und zwar grundlegend. Bezogenauf die digitale Transformation sagte ImpulsrednerKlaus Burmeister, Geschäftsführer von Z_punkt TheForesight Company: „Es geht nicht um ein Update,sondern um ein neues Betriebssystem.“

Nicht nur die zunehmende Vernetzung, auch 3D-Drucker und Roboter revolutionieren die Industrieund halten Einzug in Privathaushalte. In der beglei-tenden Ausstellung konnten die Besucher diese undweitere Exponate bestaunen. Rolf Najork, Mitgliedder Geschäftsführung der Heraeus Holding, bezeich -nete 3D-Drucktechniken unter anderem wegen ihrerindividuellen und autarken Produktionsweise als zu-kunftsträchtig. In der Entwicklung von Materialien fürden 3D-Druck, aber auch in der Energie- und derMedizintechnik sieht Najork klare Stärken Deutsch-lands, die es auszubauen gelte: „Deutschland mussbei einigen Technologien an der Spitze bleiben.“

Datenschutz als Standortvorteil

In Sachen E-Health und Datensicherheit im Gesund-heitswesen könnte Deutschland ebenfalls eine füh-rende Position einnehmen. Jochen Maas, Geschäfts -führer Forschung & Entwicklung bei Sanofi-AventisDeutschland, plädierte im Plenum „Gesundheit undErnährung“ dafür, auch Daten zu sammeln, die aktu-ell noch nicht genutzt werden können – das absoluteEinverständnis der Patienten und höchsten Daten-schutz vorausgesetzt. „Das Wissen von morgen kommtaus der Information von heute“, unterstrich Maas.Gensequenzen, die jetzt noch unbedeutend schei-nen, tragen vielleicht zukünftig zur Heilung von Krank- heiten bei.

Der medizinische Fortschritt wurde in Frankfurt zu-dem unter dem Aspekt der zunehmenden Verschmel -zung von Mensch und Technik diskutiert. Implantate,die Blinden das Hell-Dunkel-Sehen möglich ma-chen, gibt es bereits. Könnten Chips im Auge nichtauch den Sehbereich von Gesunden erwei tern, etwaum ultraviolettes Licht? Verhelfen künstliche Armeuns zu mehr Kraft? Wären wir bereit, unser Hirn aufeinen Roboter zu übertragen, wenn sich der Körpernicht mehr reparieren lässt? Mit solchen Szenarien,die zwar aus der Science-Fiction-Literatur stammen,aber erschreckend realitätsnah wirken, beschäftigtesich Thomas Le Blanc von der Phantastischen Biblio -thek Wetzlar in seinem Workshop – wohlwissend,dass die Zukunft unvorhersehbar bleibt.

„Planen Sie, aber seien Sie sich bewusst, dass vieleEntwicklungen dem Zufall unterworfen sind“, lautetedie Botschaft des Kabarettisten und Physikers VinceEbert, der Aufgeschlossenheit statt Effizienz fordertund die deutsche Übervorsicht ablehnt: „Schrammensind sexy, Angstschweiß nie.“ Nur Mut also, zündendeIdeen auch umzusetzen. Wie und wo Geistesblitzeentstehen, erklärte der Science Slammer und Neu-robiologe Henning Beck am Ende des Tages. DieIdeenplattform unseres Gehirns liegt im präfrontalenCortex. Keine Frage, dieser Teil der Großhirnrindehat während des Kongresses „Leben 3.0“ reichlichFutter bekommen.

Uta Neubauer

Treffpunkt Zukunft: Der Mensch im Mittelpunkt

Rückblick


Eine der erfolgreichsten Formen, Fachwissen zu ver-mitteln und regional zu bündeln, sind Cluster. DasMaterial- und Werkstofftechniknetzwerk MaterialsValley e.V. ist dafür ein sehr gutes Beispiel. Der Ver-ein wurde 2002 von Unternehmen, Universitäten, In-stitutionen der Länder und Privatpersonen aus demRhein-Main-Gebiet gegründet und zählt derzeit rund90 Mitglieder. Dazu zählen die traditionell mit derRhein-Main-Region verwurzelten Unternehmen wieder Hanauer Edelmetall- und Technologie kon zernHeraeus (dessen Ursprünge 1851 auf die Einhorn-Apotheke in Hanau zurückgehen), das Spezial che -mie- Unternehmen Evonik, der Katalysator hersteller Umicore, der Chemie- und Pharmakonzern Merck,das Technologieunternehmen Vacuumschmelzeoder der Spezialglashersteller Schott. Die Bedeu-tung der Werkstofftechnologie für das Rhein-Main-Gebiet wird auch durch die Zusammenarbeit mit derDeutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM) inFrankfurt unterstrichen. Der Verein ist Mitglied imbundesweiten Kompetenznetzwerk „kompetenz-netze.de“ des BMBF und ein wichtiger Baustein imKompetenznetzwerk für die Region RheinMain. DieKompetenzfelder im Materials Valley sind so viel-schichtig wie die Mitgliedsunternehmen. Sie reichenvon Elektronik über Nanotechnologie, Metallpulver,Edel- und Sondermetalle, Quarzglas und Spezial-glas, Dünnschichtmaterialien, Flüssigkristalle undBrennstoffzellen bis hin zu Kunststoffen.

Kompetenz durch Fachveranstaltungen

Ein langfristiges Ziel des Vereins Materials Valley e.V.ist die Schaffung einer neuen Innovationskultur so-wohl in den Industrieunternehmen als auch Mit-gliedsinstituten. In Fachkreisen hat sich das „Materi-als Valley“ inzwischen durch Vortragsveranstaltungenund Workshops einen festen Platz in den Termin -kalendern wichtiger Entscheider erarbeitet. Ins besondere das mehrmals im Jahr angebotene „Material -forum“ ermöglicht Ver mittlung von Expertenwissenund Netzwerken.

Die jüngste Gelegenheit für diesen Austausch gabes am 19. Mai, als ein Materialforum zu Gast bei derVacuumschmelze war. In den Räumen des HanauerSpezialisten für magnetische Spezialwerkstoffe be-richtete zunächst Dr. Jürgen Wieser vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässig-keit LBF über Kunststoff-Formmassen. Dabei lag derSchwerpunkt auf der Materialentwicklung und Com-poundierung. Wieser präsentierte die Ergebnissemit verschiedenen Kunststoffen in AbhängigkeitKoh lenstoff-basierter Füllstoffe unterschiedlicherBeimischungen. Dr. Michael Müller von der Vacuum -schmelze zeigte anschließend, wie neue thermo-elektrische Materialien der Halb-Heusler-Legierun-gen zukünftig für eine verbesserte Energie-Nutzungeingesetzt werden könnten und welche Herausfor-derungen es auf dem Weg zu einem geeignetenMaterial zu meistern galt.

„Das Materialforum soll auch dazu dienen, die ge-samte Bandbreite der Materialforschung abzude-cken. Daher suchen wir stets die Kombination vonVorträgen aus der akademischen und der industriel-len Forschung“, erläuterte Dr. Wulf Brämer, Vorsit-zen der des Materials Valley e.V. Dass diese Mischungin Hanau wieder einmal hervorragend gelungen ist,zeigten auch die zahlreichen Fragen der Zuhörer nachden Vorträgen und die regen Diskussionen bei denanschließenden Netzwerken. Wer sich jetzt selbst ein Bild machen möchte, kann dies beim nächsten Mate rialforum am 20. Oktober 2014 bei der HeraeusHolding in Hanau tun.

Weitere Informationen sowie das aktuelle Programmsind im Internet unter www.materials-valley.de zufinden.

Wulf Brämer

Fachkompetenz – gebündelt im und vermittelt durch das Materials Valley

Aus den Netzwerken


Wie viel Energie spart der Einsatz von Nanotech-nik beispielsweise bei Solarstromerzeugung, Wär-medämmung oder in der industriellen Produktionwirklich? Wie kann der Ressourcenverbrauch überden gesamten Produktlebenszyklus bewertetwerden? Welche weiteren Effekte müssen be-rücksichtigt werden? Antworten gibt eine neueStudie des Öko- Instituts im Auftrag des Umwelt-bundesamtes.

Die Wissenschaftler haben zehn Beispiele aus viel-versprechenden Anwendungsfeldern der Nanotech-nik ausgewählt und hinsichtlich ihres Rohstoff- undEnergiebedarfs analysiert. Acht Beispiele wurden aufqualitativer Ebene untersucht, zwei weitere Anwen-dungen einer quantitativen Analyse unterzogen. Ein-gehender betrachtet wurden unter anderem elek-trisch dimmbare Fenster, Neodym-Magnete sowiedie organische Photovoltaik.

Potenziale mit Einschränkungen

Die Analyse der zehn Anwendungsbeispiele zeigt,dass der Einsatz von Nanotechnologien grundsätz-lich zu signifikanten Einsparungen bei Rohstoffenund Energieaufwendungen führen kann. Damit die-se tatsächlich eintreten, müssen verschiedene Rand-bedingungen erreicht werden. Dimmbare Fenstersollten beispielsweise in Großserie hergestellt wer-den, da die Energieeffizienz über den gesamten Le-benszyklus nur dann im Vergleich zu einem konven-tionellen Fenster mit Jalousie um rund ein Drittel ge-steigert werden kann.

Bei elektrisch dimmbaren Fenstern handelt es sichum elektrochrome Verbundglasscheiben, die dyna-misch, automatisch oder manuell an die Lichtver-hältnisse der Umgebung angepasst werden können.Der elektrochrome Effekt – also die Änderung derLichtdurchlässigkeit des Glases – wird mittels einerdünnen Schicht nanostrukturierten Wolframoxids er-zeugt, welche sich bei Anlegen einer Spannungdurch die Reaktion mit Lithium-Ionen bläulich ver-färbt. Diese Verglasungen sind im privaten wie auchim kommerziellen Sektor anwendbar, wurden jedochim Rahmen der Studie im Kontext des kommerziel-len Sektors (zum Beispiel Bürogebäude) analysiert.Energetisch rentabel wird die neuartige Verglasungerst in der Gebrauchsphase: Hier kann Energie fürKlimatisierung, Beleuchtung und Betrieb (der Jalou-sien) eingespart werden, was die Bilanz letztlich zueinem positiven Gesamtergebnis bringt.

Zudem müssen mögliche Reboundeffekte – also ge-genläufige Entwicklungen, die ursprünglich positiveEinsparungen zunichtemachen – berücksichtigt wer-den. Am Beispiel der Neodym-Magnete zeigt sich,dass die Nanokörnung dazu führt, Rohstoffe im Be-reich der Seltenen Erden einzusparen und die Ener-gieeffizienz zu steigern. Zudem wird die Produktionso kostengünstiger und die Einsatzgebiete werdenvielfältiger. Was sich zunächst nach weiteren Vortei-len anhört, bedingt aber auch, dass gleichzeitigmehr Produkte mit Neodym-Magneten ausgestattetwerden, was wiederum den Gesamtbedarf an Selte-nen Erden steigert. So bedingen die Vorteile beimeinzelnen Produkt durch eine Zunahme des Produk-tionsvolumens letztlich einen erhöhten Ressourcen-verbrauch: Der Reboundeffekt tritt ein und reduziertglobal gesehen die positiven Effekte.

Die Studie macht insgesamt nochmals besondersdeutlich, dass der gesamte Lebenszyklus analysiertwerden muss, um die Auswirkungen nanotechni-scher Produkte auf den Rohstoff – undEnergieverbrauch sowie relevante Re-bound- Effekte zu ermitteln.

Die Studie kann kostenfrei unter www.oeko.de herunter geladen werden.

Neue Studie zu Ressourcenschonung und Energieeinsparung mit Nanotechnologien

Neue Publikationen

Schaltbare Fenster wiehier ermöglichen dankNanotechnologie einenachhaltige und ressour-censchonende Vergla-sung von Gebäuden. Foto: Linus Lintner Foto-grafie/EControl-Glas


Zinkoxid ist ein Alleskönner, wenn es um technischeEinsatzgebiete geht: Zur Gummiherstellung, im Ze-ment und in Farben, aber auch als Katalysator, inmedizinischen und kosmetischen Produkten und inder Elektronik findet es Verwendung. Menschen, Tie-re und Pflanzen benötigen zudem Zink als essenziel-les Element unbedingt zum Leben. Täglich brauchtder Mensch zwischen 12 und 15 Milligramm Zink.Dieser Bedarf wird über zinkhaltige Nahrungsmittelgedeckt, wie beispielsweise Garnelen, Erdnüsse,Mais, Rindfleisch. Das Zink liegt dabei meist in derForm von Zinkoxid vor, welches sich im Körper auf-löst.

Zinkoxid wird aber auch in vielen industriellen An-wendungen verarbeitet. Die Gummiindustrie ist da-bei das umsatzstärkste Einsatzgebiet: Zinkoxid för-dert als Additiv den Vulkanisierungsprozess in derGummiherstellung von Autoreifen. Durch eine guteWärmeleitfähigkeit erhöht es besonders die Abfuhrder entstehenden Wärme, die durch die Walkarbeitentsteht. Bei Zement erhöht die Zugabe von Zink-oxid die Beständigkeit gegen Wasser und verlän-gert die Verarbeitungszeit. In Glas- und Keramikpro-dukten kommt Zinkoxid ebenfalls zum Einsatz. Auchals Porenfüller in Spachtelmassen oder als graueoder weiße Wand- beziehungsweise Künstlerfarbewird das sogenannte „Zinkweiß“ verwendet. In Far-ben und Lacken wird Zinkoxid vor allem zum Korro-sionsschutz und in einem geringeren Ausmaß alsSchimmelbekämpfungsmittel verwendet. Das Multi-talent findet zudem in elektronischen BauelementenVerwendung: Als Halbleiter dient Zinkoxid als durch-sichtige leitende Schicht bei der Herstellung blauerLeuchtdioden (LED), von Flüssigkristallbildschirmen(TFT), Varistoren (VDR; spannungsabhängige Wider-stände, zum Beispiel zum Schutz vor Überspannun-gen) und Dünnschicht-Solarzellen.

Darüber hinaus dient Zinkoxid als chemischer Kata-lysator bei Alkylierungs-, Oxidations-, Hydrierungs-und Entschwefelungsreaktionen. Da es ein essen-zielles Spurenelement ist, wird Zink auch Düngemit-teln, Futtermitteln und Nahrungsergänzungsmittelnzugesetzt und so durch den Menschen aufgenom-men. In der Pharmaindustrie dient es zur Herstellungvon Zinksalben, -pasten, -pflastern und –verbändenfür die Haut- und Wundbehandlung. Zinkoxid setztsich mit Wundsekreten zu antiseptischen und ad-stringierenden Zinksalzen um. Zinkoxidsalben sindzudem für empfindliche Haut geeignet. Deshalb

wird Zinkoxid als aktiver Inhaltsstoff in Windelcremesfür Babies eingesetzt. Hier dient es zur Heilung vonWindelausschlag und bildet einen Schutzfilm auf derHaut, der gegen die äußere Feuchtigkeit schützt.

In der öffentlichen Diskussion war das fünfthäufigsteMetall der Erdkruste zuletzt insbesondere als Nano-material. In dieser Form findet es vor allem Verwen-dung als physikalischer UV-Filter in Kosmetika undSonnenschutzprodukten. Dort macht man sich seineFähigkeit zunutze, ultraviolettes Licht zu absorbierenund – wie bei kleinen Spiegeln – zu reflektieren. Phy-sikalische UV-Filter werden vor allem in Sonnen-schutzmitteln mit Lichtschutzfaktoren über 25 einge-setzt. Sie sind auch für die empfindliche Haut vonKindern und Allergikern geeignet, im Gegensatz zuchemischen UV-Filtern, die teilweise Sensibilisierun-gen auslösen können.

Da Zinkoxid-Nanopartikel sowohl UV-A-/UV-B-Schutzund Transparenz aufweisen und wie beschrieben ei-ne antibakterielle und fungistatische Wirkung besit-zen, werden sie auch in Textilien, in Klarlacken imHolz- und Möbelbereich und darüber hinaus in trans-parenten Kunststoffen und Kunststofffilmen (Kunst-stoffgläser) eingesetzt. Diese zeichnen sich durch ei-ne hohe Transparenz (> 90 Prozent Transmission) imsichtbaren Spektralbereich und durch eine UV-Un-durchlässigkeit (< 10 Prozent Transmission) für Wel-len längen unterhalb von 360 Nanometer aus.

Zinkoxid – ein Alleskönner Materialien im Fokus

Daten und Wissen zu Nanomaterialien - Aufbereitung gesellschaftlich relevanter naturwissenschaftlicher Faktenwww.nanopartikel.info

In Kooperation mit:

Eine gute Haftung ist die Grundlage aller Kleb-und Lackierprozesse und weiterer Verbund-Tech-nologien. Die Haftung hängt dabei von den ver-wendeten Materialien und dem Verhältnis derOberflächenenergien der zu verbindenden Mate-rialien und Stoffe ab.

Der 21. Workshop des Anwenderkreises Atmosphä-rendruckplasma (ak-adp) findet in Kooperation mitder Hessen Trade & Invest GmbH am 12. und 13. November 2014 in Fulda statt. Er zeigt in zwölf Vor-trägen Möglichkeiten der Oberflächenfunktionali-sierung durch den Einsatz von Atmosphärendruck-plasmen. Die Vorteile dieser Plasmen liegen in denvielseitigen Möglichkeiten der Oberflächenbehand-lung bei guter Umweltverträglichkeit und Inline- Integrierbarkeit.

Die Schwerpunkte der Vorträge liegen auf> Einsatz-Möglichkeiten verschiedener Atmosphä-ren druckplasmen zur Haftungsverbesserung

> kombinatorischen Methoden für die Nutzungvon Plasmen

> Prozess-Diagnostik zur Qualitätssicherung> Anwendungs-Beispielen für Plasma-Behandlun-gen verschiedener Materialien aus Forschungund Industrie, insbesondere auf Fasern und Verbundwerkstoffen, Metallen, Klebstoffen und Silikonen.

Der ak-adp versteht sich als bundesweite praxisna-he Austausch-Plattform für alle Ideen und Problememit Bezug zur Technologie der Oberflächenbearbei-tung mittels Atmosphärendruckplasma. Die zentra-le Aufgabe des ak-adp liegt in der Verknüpfung derAnforderungen der Technologieanwender mit denPotenzialen der Technologieentwickler. Mit diesemFokus hat sich der ak-adp in den vergangenen fünfJahren erfolgreich in der deutschsprachigen Tech-nologie-Innovationslandschaft etabliert. Dafür spre-chen nahezu 1.000 registrierte Interessenten und be-reits 20 gut besuchte Workshops.

Detaillierte Informationen finden Sie unter www.ak-adp.de


Sicherheitsforschung

Während nanoskaliges Titandioxid seit geraumerZeit EU-weit als UV-Filter zugelassen ist, befindetsich das Zulassungsverfahren für Nano-Zinkoxid alsUV-Filter kurz vor seinem Abschluss. Das Wissen-schaftliche Komitee für Verbraucherschutz der Euro-päischen Kommission (SCCS) hat in einer Studie vomDezember 2012 und einer Ergänzung vom April 2014Nano-Zinkoxid als sicher für die Anwendung in kos-metischen Mitteln bewertet. Das deutsche Bundes-institut für Risikobewertung teilte bereits in einerStellungnahme aus dem Jahr 2010 diese Auffassung.Bis zum Abschluss des europäischen Zulassungsver-fahrens regelt eine befristete Ausnahme in der deut-schen Kosmetikverordnung die Nutzung der Zink-oxid-Nanopartikel als UV-Filter.

Untersuchungen der Industrie wie auch unabhängi-ge Studien, die im Rahmen des EU-Projektes Nano-

Derm durchgeführt wurden, zeigten, dass Zinkoxid-Partikel aus Sonnenschutzprodukten nicht durch diegesunde Haut in den Körper gelangen und somitkeine gesundheitlichen Risiken für den Verbraucherbestehen. Gelöstes Zink hingegen kann und solldurch aus über die Haut aufgenommen werden, dadie Haut relativ viel Zink für ihren Stoffwechsel be-nötigt.

In erster Linie hat Zink auch in seiner Form als na-nopartikuläres Zinkoxid eine positive Wirkung imKörper, da Zink dort an der Steuerung vieler wichti-ger biologischer Prozesse beteiligt ist. In hohen Do-sierungen oder am falschen Ort (zum Beispiel alsNanopartikel in der Lunge) kann es aber – wie alleStoffe - eine schädliche Wirkung haben und zum Ab-sterben von Zellen führen, dem sogenannten Zink-fieber. Um das Einatmen feiner Sprühnebel zu ver-hindern, ist die Anwendung von Zinkoxid-Nanopar-tikeln in Druckgassprays explizit verboten.

Björn Mathes

Elegante Haftung durch Oberflächen-funktionalisierung – ein Update

Veranstaltungshinweis


TECHNOLOGIEANGEBOTE

Nanocomposite Carpets

TOUK20130716002

A UK University has developed a me-thod for the industrial scale producti-on of aligned carbon nanotube/glass

composite carpets. The invention involves a techni-que to modify the structural features of nanotubes,making them suitable for thermal interface materialsfor heat sinks, thermal/gas/electrical sensors, highperformance brake pads and molecular filters. Ma-nufacturers of such products working in defence andmainstream advanced materials are sought to licen-se the technique.http://bit.ly/SI1wYI

Graphene Manufacture Technique

TOUK20130711001

A UK University has developed a com-mercial process for producing gra-phene and other 2D nanomaterials by

chemical vapour deposition (CVD) using inexpensi-ve copper foil. The technique makes possible largesheets of defect-free graphene produced via CVDmethods. Developers and end users of graphenebased applications in the energy and healthcaresectors are sought to license the technique.http://bit.ly/1odHNwq

Innovative technology for production of more accurate and versatile fingerprint dust

TOUK20140219004

A UK University engaged in technolo-gy transfer of new products promotesa ground-breaking technology for the

production of nano-sized iron (magnetic) particlesfor use in fingerprint identification, using the methodof electric explosion of conductors (EEC), a noveland efficient manufacturing process. The Universityis interested in talking to potential business partnersor collaborators developing products in the criminalforensic market or end users regarding joint ventu-res and licensing.http://bit.ly/1iypH0w

Nanoparticle Detection

TOUK20130729001

A UK University has developed low-cost, disposable "sticky" electrodesthat can be harnessed for infield de-

tection and quantification of nanoparticles in long-term field studies and environmental monitoring.Long sampling and detection times are possibleeven from media with low nanoparticle concentrati-ons. Companies from water monitoring, medical,consumer product sectors developing applicationswhere nanoparticle detection is important are soughtto license and commercialise the technology.http://bit.ly/1nw2G3t

n AnsprechpartnerOlaf JüptnerMaterial-, Nano- /MikrotechnologienEnterprise Europe Network HessenHessen Trade & Invest GmbHTelefon: 0611/95017-8469E-Mail: [email protected]: www.een-hessen.de

Europaweite UnternehmenskooperationenTechnologietransfer

Olaf Jüptner

Hessische Unternehmen können von den Koope-rationsdatenbanken des Enterprise Europe Net-work (EEN) profitieren, indem sie ihre Interessenoder Kooperationswünsche ihren EEN-Ansprech-partnern mitteilen. Die Kooperationsmöglichkei-ten umfassen Geschäftskooperationen ebensowie Angebote und Gesuche in allen Technologie-

bereichen. Das EEN ist ein Netzwerk der Europä i-schen Kommission zur Unterstützung von kleinenund mittleren Unternehmen. Es umfasst rund 600Organisationen in über 50 Ländern. Das EEN Hes-sen wird vom Hessischen Wirtschaftsministeriumunterstützt. Bei Interesse an diesen Vorschlägenoder weiteren Fragen nehmen Sie gern Kontakt auf.


Fast 20 Jahre Forschung und Entwicklung an derJustus-Liebig-Universität bringen den technolo-gischen Durchbruch.

Die Anforderungen, welche eine übliche Fenster-glasbeschichtung in der Architektur erfüllen muss,hängen im Wesentlichen von den geografisch- klimatischen Gegebenheiten ab, unter denen dasFens terglas eingesetzt wird. In kalten und gemäßig-ten Klimazonen ist, zumindest im Winter, die Tem-peraturdifferenz vom Innenraum nach außen hoch;der Wärmeverlust durch Wärmestrahlung muss re-duziert werden. In den Erdregionen mit hohenDurchschnittstemperaturen verhält es sich entge-gengesetzt und die Wärmeeinstrahlung der Sonnevon außen nach innen muss gemindert werden.

Angesichts limitierter Vorkommen fossiler Brenn-stoffe, wie Erdgas, Öl und Steinkohle, und der zu-nehmenden Umweltverschmutzung rückt die Ent-wicklung von umweltschonenden und energiespa-renden Technologien immer mehr in den Fokus. DieNutzung der Sonnenenergie wird dabei immer wich-tiger werden. Während sie mit der Photovoltaik ak-tiv in elektrische Energie umgewandelt werden kann,kann die Sonneneinstrahlung andererseits auch pas-siv für die Temperaturregulierung in Gebäuden oderFahrzeugen genutzt werden, wobei Kosten für dieHeizung und Kühlung eingespart werden. Auf denGebäudesektor entfallen aufgrund von Heizung,Kühlung und Beleuchtung ungefähr 40 Prozent desweltweiten Primärenergiebedarfs und ungefähr 30Prozent der Treibhausgasemissionen.

Die meisten derzeit auf dem Markt erhältlichen Fens-tergläser haben nur statische Eigenschaften. Im mit-teleuropäischen Raum werden üblicherweise Isolier-gläser mit wellenlängenselektiver Beschichtung(Low-E-Gläser) auf der Basis von Silberbeschichtun-gen verwendet. Diese verhindern die Wärmeabgabenach außen. In Regionen mit hohen Durchschnitts-temperaturen hingegen werden spezielle Sonnen-schutzgläser verwendet, die die Wärmestrahlung derSonne reflektieren. Diese Produkte sind gegenüberden klimatischen Umgebungsbedingungen starr, dasheißt, die eigentlich nötige dynamische Verände-rung ihrer Funktion mit dem jahreszeitlichen Wech-sel ist nicht möglich. Deswegen werden neue undverbesserte Konzepte für den Gebäudesektor ge-sucht, da sie eine sehr große und unmittelbare Wir-kung auf die nationale Energiesicherheit, die globa-le Klimaerwärmung und die Bildung von städtischenWärmeinseln haben. Die Weiterentwicklung neuer

energieeffizienter Fensterglasbeschichtungen führtemittlerweile zur Klasse des „Smart Glass“, des intel-ligenten Glases. Diese neuartigen Gläser regulierenüber eine funktionale Beschichtung die Durchlässig-keit für die Sonnenenergie als Reaktion auf eine ex-terne Stimulation, wie zum Beispiel eine Tempera-turveränderung.

Wissenschaftler des I. Physikalischen Instituts derJustus-Liebig-Universität Gießen (JLU), der experi-mentellen und theoretischen Festkörperphysik, wid-men sich bereits seit nahezu zwei Jahrzehnten derNutzbarmachung von Vanadiumdioxid (VO2) als in-telligenter Fensterglasbeschichtung. Die Arbeits-gruppe „Halbleiterphysik“ von Professor Dr. BrunoK. Meyer ist, neben der Suche nach neuen Materia-lien für die Photovoltaik oder schaltbaren Spiegeln,auf die Erforschung thermo- und elektrochromerSchichten fokussiert. Die hierdurch mögliche Ein-sparung von Energie ist die Motivation, die den lan-gen Atem der Forscher begründet und der schließ-lich belohnt wurde.

Damit sind sowohl die mittelbare Nutzung der Son-nenenergie über Photovoltaik durch die Umwand-lung in elektrische Energie als auch die unmittel bareund damit effektive Verwendung der Sonnenein-strahlung für die Temperaturregulierung über schal-tendes „Smart Glass“ Schwerpunkte der Arbeits- gruppe, die damit einen ganzheitlichen Ansatz zurNutzbarmachung der solaren Energie verfolgt.

Generell befassen sich die Forscher mit funktionalenDünnschichten, welche mittels unterschiedlicher De-positionsverfahren synthetisiert und anschließendcharakterisiert sowie anwendungsorientiert opti-miert werden. Zur Analyse der elektrischen, optischen

Smart Windows aus GießenAus der Forschung

Das Entwicklungsziel für „Smart Glass“: Intelligente Gläser, diein Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen selbstständig dieDurchlässigkeit für Wärmeeinstrahlung regulieren.


Die neuentwickelte Beschichtung der Gießener Forscher ermöglicht die Herstellung intelligenter Gläser für die Wärmeregulierung von Gebäuden und stellt einen sichtbarenInnovationsschritt im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik dar.

Marc Dietrich präsentiert während der „Land der Ideen“ Preisverleihung seine innovative Erfindung. (Bild: Uwe Völkner/Fotoagentur FOX)

und strukturellen Eigenschaften steht den Wis sen- schaftlern hierbei eine Vielzahl an Messmethodenzur Verfügung. Weiterhin verfügen die Physiker übervier Sputter-Beschichtungsanlagen zur Dünnschicht-herstellung, für welche Dr. Angelika Polity verant-wortlich ist. Daher sind die Forscher in der Lage, dieerforderlichen Glassysteme mit einer funktionalenSchicht auf der Basis von VO2 als Kern der Innovati-on selbst zu erzeugen.

Die Beschichtung stellt eine einfache und vor allemkostengünstige Technologie dar, besonders vergli-chen mit elektrochromen Fenstern, bei denen sichdurch das Anlegen von Strom eine Farbveränderungeinstellt. Gerade das Abdunkeln, entsprechend demEffekt photochromer Brillengläser, ist ein Nachteil,den die neue thermochrome Schicht der JLU nichtaufweist. Diese reguliert die solare Wärmezufuhrüber einen automatischen, temperaturreguliertenSchaltprozess, welcher keinen Einfluss auf den sicht-baren Bereich der Sonnenstrahlung hat. Der Schalt-prozess zeigt sich dadurch, dass die Infrarot-Strah-lung entweder durchgelassen oder aber reflektiertwird.

Diese Fensterglasbeschichtung stellt daher erstmalseine umweltverträgliche Technologie zur energieef-fizienten und dynamischen Temperaturregulierungbereit, die keine Nachteile für den Endnutzer auf-weist und den Energieverbrauch auf ein Minimum reduzieren kann – Green Technology for Green Buil-dings. Der wesentliche Energiebedarf in Privathaus-halten, aber auch Bürohochhäusern mit Glasfassan-den, für Heizung und Kühlung der Gebäude innen-räume, kann somit effektiv gesenkt werden.

Die ersten Erfolge konnten die Wissenschaftler inGießen bereits in den späten 90ern und frühen2000er Jahren bei der Absenkung der Schalttempe-ratur von VO2 erzielen. Im Rahmen der laufenden Pro- motionsarbeit von Marc Dietrich, die durch BrunoMeyer und Angelika Polity betreut wird, konnten2011 entscheidende Optimierungen und damit ein-hergehende Resultate erzielt werden. Die Verbesse-rungen der Materialeigenschaften hinsichtlich desFarbeindrucks und der Transparenz der schaltendenBeschichtung sowie der Verbesserung der Schaltef-fizienz mündeten 2012 in einer weiteren Patentan-meldung für die Physiker der JLU. Unterstützungbeim Patentverfahren und den Industriekontaktenerhalten die Wissen schaftler von der regionalen Pa-tentverwertungsagentur TransMIT Gesellschaft fürTechnologietransfer, die die Arbeiten bereits seit

den Anfängern

begleitet. So hat die TransMIT unter anderem beider Einwerbung von Fördergeldern zur Validierunggeholfen und die Anmeldung beim Wett bewerbLand der Ideen vorgenommen, wodurch Gießen be-reits zum dritten Mal als ausgezeichneter Ort ausge-wiesen wurde.

Nachdem die ursprüngliche Braunfärbung des Ba-sismaterials, die die Anwendung als Architekturglas-beschichtung im Wesentlichen verhindert hatte, nunüber ein Schichtsystem mit einem VO2-Komposit-material neutralisiert werden konnte, wird derzeit mitPartnern aus der Wirtschaft das Upscaling auf indus-trielle Produktionsanlagen untersucht.

Marc K. Dietrich

n AnsprechpartnerTransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbHNiklas GüntherInnovationsmanager || MarktforschungKerkrader Str. 3, 35394 Gießen, DeutschlandTelefon: 0641/94364-53Fax: 0641/94364-99E-Mail: [email protected]


Südostengland weist – neben der Stadt London –mit 800.000 Unternehmen auf 8,7 Millionen Einwoh-ner die höchste Unternehmensdichte Großbritan-niens auf. Die besonderen Stärken der wirtschaftlichzweitstärksten Region des Landes liegen in den Be-reichen Luftfahrt, Verteidigung, Informationstechno-

logie, Produktion, Pharma und maritime Wirt-schaft. Weltweit führende Forschung wird re-präsentiert durch Forschungseinrichtungen

und Universitäten wie das National Physical Laboratory, Porton Down, das National Ocea-nography Centre oder das Rutherford App-leton Laboratory. Letzteres vereint übergrei-fende Forschung von der Partikelphysik überdie Biomedizin bis zur Chemie. Es bietet Groß -

infrastruktur im Bereich Laser sowie eine ge- pulste Neutronen- und Myonenquelle.

Der Nobel-Preis für Chemie ging 1996 an denaus der Region stammenden Sir Harold Wal-ter Kroto für die Entdeckung der fußballför-migen Buckminsterfullerene C60, einerneuen Kohlenstoffform. Zu den beson-deren Eigenschaften dieser sogenann-ten „Buckyballs“ gehört etwa die Inhi-

bierung des HI-Virus. Die optischeAbsorption, die dem Spektral- licht der Sonne entspricht, machtC60 attraktiv für Photovoltaik-Anwendungen.

Die Nachfrage nach material- undnanotechnologiebasierten Innova-

tionen in der Region ist hoch. Die heraus-ragende Forschungsinfrastruktur, eine blühende Un-ternehmenslandschaft und große Anwenderunter-nehmen aus verschiedenen Branchen führen zu viel-fältigen fortgeschrittenen Entwicklungen in derMaterialtechnologie.

Nennenswerte Unternehmen mit einem Standort inSüdost-England, die Nanotechnologie-Produkteeinsetzen oder anbieten, sind beispielsweise:> Bac2: leitende Polymere für Brennstoffzellen, leitendeAdhäsive und Tinten

> Energenics Europe: Nanopartikel für Energie, Polymere, Beschichtungen, Dieseladditive

> Ilika Technologies: kombinatorische Hochdurchsatz-Entwicklung neuer Materialien, Feststoff-Wasserstoffspeicher

> Infineum UK: Erdöl-Additive

> Intrinsiq Materials: Nano-Kupfer-Tinten für gedruckte Elektronik

> Johnson Matthey: Spezialchemikalien, Edelmetalle

> Microsharp Corporation: UV-Casting von Mikro-/Nano-Strukturen aufFilm mittels Rolle-zu-Rolle-Verfahren

> Midatech: Ligandenkopplung an 2 Nanometer-Gold-Partikel (erfolgreich in klinischer Phase 1)

> Naneum: Charakterisierung aerogener Nano-Objekte

> Oxford Nanopore Technology: elektrische Erkennung und Analyse von Einzel-molekülen

> Stratophase: Mikrochip-Sensoren, die biologische Ziele mittels gebundener Antikörper über den Brechungsindex von Flüssigkeiten erkennen

Besonders erwähnenswert sind die drei Mikro- undNanotechnologiezentren der Region, die seit 2002als nationale Kompetenz- und Dienstleistungszen-tren aufgebaut wurden. Ursprünglich als verstreuteEinrichtungen eines Netzwerks begonnen, sind die-se Zentren inzwischen bei einzelnen Unternehmenkonzentriert: Applied Microengineering (in-situ ali-gned wafer bonding machines), Materials Solutions(Additive für spezielle Legierungen für die Stromer-zeugung) und Qudos Technology (nationale Proto-typing-Einrichtung für Nanotech-Geräte).

Von den 18 Universitäten der Region beschäftigensich mindestens zwölf mit Nanotechnologie. Sie ar-beiten sehr eng mit Unternehmen zusammen undsind sehr erfahren in der Beantragung von nationa-len und internationalen Förderprojekten.

Kohlenstoff – Medizin – PhotonikNanotechnologie in Südostengland

International

Nanoskaliges Eisenoxidfür die Anwendung in Solarzellen oder zur photokatalytischen Wasserstofferzeugung. (Bild: Dr. Qiao Chen, University of Sussex)


n AnsprechpartnerDr. Andy HebbEnterprise Europe Network South East E-Mail: [email protected]

Kontakt EEN Hessen:[email protected]

> Brighton: Biomaterialien (Knochen, Nerven), Nanoadditive für Akustik, Kohlenstoff-nanostrukturen

> Greenwich: digitale Systeme mit Photonik und Nanotechnologie, recycelbare Leicht-bauvehikel (Raumfahrt, Autos), neue Arznei-Verabreichungssysteme

> Kent: Änderungen amorpher und nanostrukturierter Materialien in der Verarbei-tung, Modellierung von Nanomaterialien und mesoporösen Strukturen fürBrennstoffzellen, Energiespeicher, ultrastarke Nanomaterialien, Sauerstoff-modulatoren

> Open University: glucose-beschichtete Nanopartikel> Oxford: Fullerene, Nanoröhrchen, Graphene; photonische Nanomaterialien für

Optoelektronik, Quantenrechner und Photovoltaik; Quanten-Optoelektronik:zeitaufgelöste Spektroskopie von Nanostrukturen, breitlückige Halbleiter,Quanten-Hall-Effekt, Nahfeld-Mikroskopie, photonische Bandgap-Strukturen,Hochtemperatur-Supraleiter

> Oxford Brookes: Feldeffekttransistoren auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Basis (CNT-FETs), Quanten-Zellular-Automaten (QCA), Protein- und Bio-Chips, Diesel-Nanoadditive

> Portsmouth: Nano-Komposite, Beschichtungen, Entwicklung und Prüfung> Reading: Nanostrukturen für Katalyse, Sensoren, Datenspeicher, Polymere,

biomimetische Nanostrukturen> Royal Holloway: Nanostrukturen, Lithographie, Tieftemperaturmessung (bis 10 Millikelvin)> Southampton: Generierung von Nanostrukturen mittels Templating, Kohlenstoff-Nano-

röhrchen, mesoporöse Halbleiter, Super-Kondensatoren, Halbleiter-Quanten-dots, DNA-Nanokonjugat-Messungen, Plasmonen auf Metall-Nanostrukturen, Molekül- und Polymerelektronik

> Surrey: elektronische und optische Gerätetechnologien> Sussex: Metalloxid-Halbleiter-Nanomaterialien für Photokatalyse, Photovoltaik,

Wasserstofferzeugung, Umweltbehandlung, chemische Sensoren

Universitäten und ausgewählte Nanotech-Forschungsthemen

Dr. Andy Hebb

~10 µm

Titandioxid/Wolfram(VI)oxid-Teilchen, wie sie beispielsweise in Solarzellen oder für medizi-nische Anwendungen zum Einsatz kommen. (Bild: Dr. Qiao Chen, Universityof Sussex)


Mit einigen öffentlichkeitswirksamen Auftrittenist es NANORA, der Allianz europäischer Nano-technologie-Regionen unter der Leitung des Hes-sischen Wirtschaftsministeriums, in den letztenWochen gelungen, der Nanotechnologie eineBühne zu bereiten.

Zwar hat sich die Allianz in erster Linie die Unterstüt-zung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) imBereich Nanotechnologie zur Aufgabe gemacht;hier liegt die Kernarbeit des Projekts. So nutzt NA-NORA die vielfältige Expertise der Partner aus sie-ben europäischen Regionen im Bereich Förderung,Technologietransfer, Matchmaking und dergleichen,um Nanotechnologie-KMU in den beteiligten Re-gionen nach Kräften bei der Ermittlung geeigneterKonsortialpartner, Kunden und Dienstleister zu un-terstützen. Außerdem bietet das Projekt spannendeFachveranstaltungen für Akteure aus Wirtschaft undForschung und verfolgt innovative Modelle wie dieOrganisation von Unternehmensreisen für Unter-nehmen mit gleichartiger Nanotechnologie-Experti-se aus dem gesamten Allianzraum.

NANORA verfolgt neben dieser Kernarbeit aberauch das Ziel, das Thema Nanotechnologie in poli-tischen Kreisen ebenso wie in der breiten Öffent-lichkeit besser bekannt zu machen und positiv zuverankern. Und so engagieren sich die kreativenKöpfe hinter dem Projekt parallel auch auf großerBühne.

Der belgische Projektpartner Multitel beteiligte sichbeispielsweise überaus erfolgreich am „FestivalScientifique“, das am 29. und 30. März 2014 etwa1.700 Besucher in den „Parc d’Aventures Scientifi-ques“ nahe Mons lockte. Mit einer Reihe interaktiverExperimente zog das Multitel-Team unter dem NA-NORA-Banner das neugierige Publikum aller Alters-gruppen in seinen Bann. Anschauliche Nanotechno-logie-Effekte wie die Bewegungen von Ferrofluid,das mittels Magnetkraft in einem Behältnis „herum-gezogen“ wird, faszinierten große und kleine For-scher.

Ein echter PR-Coup gelang NANORA dann wenigeWochen später in Berlin. Ein Team aus deutschenund französischen Projektpartnern präsentierte dieZiele der Allianz auf höchst unterhaltsame Weise imRahmen eines Projekt-Slams bei der vom Bundesmi-nisterium für Verkehr und digitale Infrastruktur ver-anstalteten Konferenz „Transnationale Zusammen-arbeit – so geht es weiter!“ am 6. Mai 2014. NANORAwar als eines von drei Projekten ausgewählt worden,auf diese Weise das Programm der Auftaktveran-staltung zum Start der neuen INTERREG B Förder-periode 2014-2020 zu bereichern, und errangprompt den Sieg im Theater-Wettstreit.

Die Gunst der rund 300 Zuschauer – Vertreter der Europäischen Kommission, des Bundes, aus Verbän-den, Ländern und Städten – errang das Projektteammit einer Performance in vier Sprachen inklusive ei-niger Tanzeinlagen. Eine riesige Hummel, ein eifriger

Nanotechnologie für alle – NANORA macht sie erlebbar

International

Der NANORA-Stand beim Festival Scientifique nahe MonsFoto: Lan Hong, Multitel

Andrang bei den von NANORA präsentierten interaktivenNano-Experimenten. Foto: Lan Hong, Multitel


Das Land Hessen fördert Forschungs- und Entwick-lungsvorhaben, die in Kooperation mehrerer Partneraus Wissenschaft und Wirtschaft durchgeführt wer-den. Hierzu zählen kleine und mittlere Unternehmen,Hochschulen sowie sonstige Forschungseinrichtun-gen mit Sitz in Hessen. Die Förderung ist für alleBranchen und Anwendungen offen. Voraussetzungfür eine Förderung ist, dass die Vorhaben sich durcheinen hohen Innovationsgrad auszeichnen. ErsterSchritt zur Förderung ist das Einreichen einer aus -sagekräftigen Projektskizze vor Projektstart. Dies istüber das ganze Jahr hinweg fortlaufend möglich. Das Team von Hessen ModellProjekte steht als Ansprechpartner bei der Projektanbahnung undwährend der gesamten Projektdauer gerne zur Ver-fügung.

Weitere Informationen: www.innovationsfoerderung-hessen.de

n AnsprechpartnerinDr. Claudia MännickeHA Hessen Agentur GmbHHessen ModellProjekteKonradinerallee 965189 WiesbadenE-Mail: [email protected]: www.innovationsfoerderung-hessen.de

Hessen ModellProjekte – Fördermittel für innovative Ideen

Projekte

Ulrike Niedner-Kalthoff

Dr. Claudia Männicke

Zoologe und die „bedrohte Art“ der Nanoforscherwaren die zentralen Figuren in dem Stück, das dar-stellte, wie NANORA Nanotechnologie-Akteure ausverschiedenen Regionen zusammenbringt und wiediese verschiedenen Regionen einen „gemeinsamenRhythmus“ finden. So wurde das Ziel von NANORA,Unterstützungs- und Finanzierungsstrukturen inner-halb des Allianzraums aufeinander abzustimmen,symbolisch in Szene gesetzt. Das brachte NANORAnicht nur eine von Dr. Walter Deffaa, Generaldirektorfür Regionalpolitik und Stadtentwicklung der Europä i-schen Kommission, überreichte Urkunde ein, sondernauch viele interessierte Nachfragen zur Nanotech-nologie und zu den Projektaktivitäten. Ein Mitschnittder Aufführung wird in Kürze auf www.interreg.dezu finden sein.

Hinter den Kulissen geht derweil bei NANORA dieArbeit an transnational angebotenen Serviceleistun-gen für Nanotechnologie-KMU weiter, und so er-warten hessische Interessenten in der zweiten Jah-reshälfte beispielsweise Masterclasses zu aktuellenNanotechnologie-Themen mit internationalen Part-nern und eine erste regionenübergreifende Ge-schäftsreise nach Polen.

n AnsprechpartnerinUlrike Niedner-KalthoffReferentin für Schlüsseltechnologien und RessourceneffizienzProjektmanagerin NANORAHessisches Ministerium für Wirtschaft,Energie, Verkehr und LandesentwicklungTel.: 0611/815-2478E-Mail: [email protected]: www.wirtschaft.hessen.de Internet: www.nweurope.eu


Die Mikrosystemtechnik zählt zu den Schlüsseltech-nologien des 21. Jahrhunderts und ist aus unseremAlltagsleben nicht mehr wegzudenken. Ob in derMedizin-, Luft- und Raumfahrt- oder Fahrzeugtech-nik, fast in allen Branchen finden heute verschie-denste Mikrosysteme Anwendung. Im Zuge der ra-santen Entwicklung kommen dabei ständig neueMaterialien zum Einsatz. Da diese im Fertigungspro-zess oft nur als Hilfswerkstoffe dienen, muss einevollständige und selektive Entfernung der Materia-len sichergestellt werden. Um den Ansprüchen derIndustrie und Grundlagenforschung gerecht zu wer-den, muss der Wunsch schonender und rückstands-freier Materialentfernung erfüllt werden. Diese Auf-gabe hat sich das Projekt TURBO gestellt. Durch dieZusammenarbeit eines Anlagenherstellers (ROTH &RAU MUEGGE) mit zwei Anwendern (Sensitec, Tech-nische Universität Darmstadt) war das Projekt für die-se Aufgabe ideal aufgestellt.

Hochgenaue magnetoresistive Sensoren befindensich beispielsweise in jedem Anti-Blockier-System.Bei ihrer Herstellung werden extrem widerstands -fähige Photolacke zur Erzeugung der sensiblen Ele-mente eingesetzt. Hier entstehen hohe Kosten,wenn ein fast vollständig prozessierter Wafer fehler-haft belackt wird und nun zur erneuten Belackungnicht rückstandsfrei und hochselektiv vom Photolackbefreit werden kann. Noch essenzieller wird eineschonende Materialentfernung, wenn bewegliche

Strukturen von nur einigen Nanometern Größe er-zeugt werden sollen. Herkömmliche Verfahren be-schädigen die extrem empfindlichen Systeme, so-dass neue Methoden zur Materialentfernung benö-tigt werden. Für beide Problemstellungen bietet sichprinzipiell die an der TU Darmstadt installierte Mi-krowellen-Plasmaanlage STP2020 der Firma ROTH &RAU MUEGGE an, die die Anwendung aggressiverChemikalien obsolet macht. Mit dieser können vieleMaterialien äußerst schonend entfernt werden; eineselektive und rückstandsfreie Entfernung ist jedochmit der kommerziell verfügbaren Grundkonfigurati-on nicht möglich.

In dieser wird ein von der Prozesskammer abgekop-peltes Plasma erzeugt, sodass an der Probe selbst eine rein chemische Reaktion durch einströmende Radikale abläuft. Im Rahmen des Projekts TURBOwurde dieser Aufbau um ein Elektrodenpaar erwei-tert, um direkt in der Prozesskammer ein zweitesHochfrequenzplasma zu zünden. Dies sollte ohneden Verlust der Vorteile der ursprünglichen Anlagegeschehen, in erster Linie der Prozesskontrolle durcheine ständige Temperatur-Überwachung an der Pro-be. Hierzu wurde eine Probenaufnahme mit inte-grier ter Elektrode entworfen, die wie in der Grund-konfiguration in die Tür der Prozesskammer inte-griert ist (vgl. Abbildung 1).

Eine Hochleistungskeramik-Schicht dient als elektri-sche Isolierung zum Kammertisch, erlaubt jedochgleichzeitig eine gute Wärmeleitung zu den Tempe-ratursensoren zwecks Prozessüberwachung. DieKons truktion ist so ausgeführt, dass ein schnellerWechsel zur Grundkonfiguration der Anlage mög-lich ist.

Zur Charakterisierung des neuen Aufbaus wurdenim Rahmen des Projekts zahlreiche Proben des Un-ternehmens Sensitec sowie von der TechnischenUniversität Darmstadt untersucht. Die Erhöhung derProzessgeschwindigkeit kann am Beispiel des sehrwiderstandsfähigen Photolacks AZ3012, einem so-genannten Photoresist, sehr deutlich gezeigt wer-den. Wie in Tabelle 1 zu sehen, kann durch das Zu-schalten der zweiten Elektrode (100 Watt Leistung)die Ätzrate um den Faktor 20 erhöht werden. DieTemperatur bleibt dabei niedrig auf 25 °C, was ge-rade für die temperaturempfindlichen Nanostruktu-ren von entscheidender Bedeutung ist.

TURBO – Mikrowellen-Plasmaanlagen-Optimierung zur Prozess-Beschleunigung inder Mikro-Nano-Integration

Projekte

Abbildung 1: Im Rahmen des Projekts TURBO erweiterte Anlagenkonfiguration mit zusätzlicher Hochfrequenz-Elektrodein der Prozesskammer

Dieses Projekt (HA-Projekt-Nr.:273/11-18) wurde im Rahmenvon Hessen ModellProjekte ausMitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben, gefördert.

Weitere Informationen zur hessischen Modellprojekt-förderung unter:www.innovationsfoerderung-hessen.de

Abbildung 2: (links) Blick indie Prozesskammer mit zusätzlicher HF-Elektrode;geschirmte Zuleitung ausder Kammertür (rechts) Anlage in Betrieb:Plasma brennt direkt aufdem Probenteller

Ein weiterer Vorteil der neuen Konfiguration ist dierückstandsfreie Entfernung von Epoxiden. Beim nor-malen Ätz-Prozess bleibt auch nach einer sehr lan-gen Prozessdauer ein dicker Film aus fluoriertenKohlenstoffen zurück, die ähnliche Eigenschaftenwie Teflon aufweisen. Dieser kann nur durch einenanschließenden Prozess, der aggressive Reaktions-flüssigkeiten benötigt, entfernt werden, was teilwei-se zu einer Beschädigung der Mikrostrukturen führt.Wie in Abbildung 3 zu sehen ist, kann durch einenkombinierten Plasma-Prozess mit dem zusätzlichenHochfrequenz-Plasma dieser Teflonfilm komplettentfernt werden. Der nasschemische Schritt wird da-durch obsolet, woraus eine höhere Ausbeute undWirtschaftlichkeit folgt.

Wie beide Beispiele zeigen, ist durch das ProjektTURBO eine Mikrowellen-Plasmaanlage entstanden,die im industriellen Maßstab mit herausragend ho-her Rate widerstandsfähige Photoresiste sowie poly-mere Werkstoffe der Mikro-Nano-Integration rück-standsfrei entfernen kann. Die hervorragende Eig-nung des Prozesses für die Nanotechnologie zeigtsich auch nach Projektende noch in der weiterlau-fenden Forschung an der Technischen UniversitätDarmstadt, bei der die Anlage inzwischen einen es-senziellen Bestandteil der Prozesskette mehrererProjekte darstellt.

n AnsprechpartnerProf. Dr.-Ing. Helmut F. SchlaakTechnische Universität DarmstadtTel.: 06151/16-4696E-Mail: [email protected]


Tabelle 1: Erhöhung der Ätzrate bei zugeschalteter HF-Elektrode mit 100 W Hochfrequenz-Leistung im Vergleich zum Standard-Prozess

Druck[mT]

Temperatur[°C]

LeistungRF [W]

LeistungMW [W]

Gasfluss [sccm]O2 CF4

Ätzrate[µm/min]

Bemerkungen

450 25 0 1000 1000 50 0,06 10 min Ätzdauer

450 60 0 1000 1000 50 0,25 10 min Ätzdauer

450 25 100 1000 1000 50 1,18 2 min Ätzdauer

Abbildung 3: Entfernung der Teflonrückstände durchanschließenden Ätzschrittmit der neuen Anlagen konfi-guration


Hochbegabte Schülerinnen und Schüler forsch-ten in Darmstadt beim 15. Erfinderlabor zum The-ma „Organische Elektronik“

Seit 2005 organisiert das Zentrum für Chemie (ZFC),Bensheim/Bergstraße, an wechselnden Standortendie Erfinderlabore. In den fünftägigen Veranstaltun-gen beschäftigen sich hochbegabte Schülerinnenund Schüler der gymnasialen Oberstufe mit aktuel-len Themengebieten aus Naturwissenschaft undTechnik, die im Unterricht nicht vorkommen oder nurpartiell behandelt werden.

Vom 12. bis zum 16. Mai 2014 fand nun in Koopera-tion mit der Technischen Universität Darmstadt unddem Chemie- und Pharmakonzern Merck das 15. Er-finderlabor statt, erstmals zum Thema „OrganischeElektronik“. Rund 160 Zuhörer aus Wirtschaft undWissenschaft, aus Politik und Hochschule lauschtenim Merck-Atrium den ebenso kurzweiligen wie fun-dierten Darstellungen, die von vier Teams aus je vierOberstufenschülerinnen und -schülern überaus mo-tiviert vorgetragen wurden.

Das Erfinderlabor drehte sich um Anwendungsmög-lichkeiten organischer Solarzellen und dem Aufbauvon Leuchtdioden (OLED), wie sie bereits in moder-nen Smartphones zum Einsatz kommen. Auch ein ei-genes Modell wurde vom Forschernachwuchs ange-fertigt. Was im industriellen Maßstab heute noch

teuer und aufwändig in der Herstellung ist, könnteschon bald eine technologische Revolution auslö-sen. Allerdings müssen die Forscher noch einige Pro-bleme lösen, um die flexiblen Displays langlebigerund kostengünstiger zu machen. „Wir reden hier voneinem riesigen Markt mit einem zukünftigen Markt-potenzial von mehreren Milliarden Euro“, so Profes-sor Dr. Klaus Griesar vom „Technology Office Che-micals“ der Merck. Er ist den Megatrends auf derSpur: „Die organische Elektronik ist ein hoch an-spruchsvolles und sehr komplexes Thema. Alle Ach-tung, was die Schüler hier geleistet haben.“ KlausGriesar ist unter anderem auch für strategische Part-nerschaften mit Universitäten und Hochschulen ver-antwortlich und versteht das Erfinderlabor daherauch als Beitrag zur Förderung des naturwissen-schaftlichen Nachwuchses. Dr. Christa Jansen, diebei Merck das Referat Schulförderung leitet, be-zeichnete es als „hervorragendes Angebot für Schü-ler, die sich außerhalb des Unterrichts beweisenmöchten“. Die besondere Lern-Situation im engenDialog mit Professoren, Entwicklern und Labormitar-beitern mache den Workshop so außergewöhnlich.

„Chemie verkauft sich heute leider oft sehr spröde.Sie zeigt zu wenig, was sie wirklich kann. Diese Wo-che war eine wohltuende Ausnahme“, kommentier-te Professor Dr. Matthias Rehahn von der TU Darm-stadt, dessen Arbeitskreis zusammen mit Merck unddem ZFC den Workshop mit Leben gefüllt hat. „Di-dak tisch exzellent und sauber strukturiert“, lobte derChemiker die Präsentationen der jungen Forscher.Acht Schülerinnen und acht Schüler waren für denWorkshop ausgewählt worden. Quasi handverlesen,wie ZFC-Vorstandssprecher Dr. Thomas Schneider-meier in Darmstadt betonte. „Die Nachfrage istgroß“, so Schneidermeier. Für die drei Workshopsim laufenden Schuljahr hatten sich knapp 200 Schü-ler aus 72 hessischen Schulen beworben.

Tüfteln für den Bildschirm der ZukunftRückblick

Die Beteiligten des 15. Erfinderlabors zumAbschluss der erfolgreichabsolvierten Woche. (Bilder: Zentrum für Chemie e.V.)

Sebastian Hummel, Referent im HessischenWirtschaftsministerium,begrüßte im Namen desLandes die Teilnehmerund zeigte sich von denLeistungen der Schülerin-nen und Schüler tief beeindruckt.

Patrick Röder (1. v.l.) und Dr. Thomas Schneidermeier (2. v.l.)vom ZFC gratulierten jedem Team zur erfolgreichen Präsen-tation (hier v.l.n.r.: Mathurin Choblet, Lena Saurenhaus, Jakob Rauber, Katharina Beck).


„Kluge Köpfe, gute Perspektiven“, meinte SebastianHummel, Referent für Schlüsseltechnologien undRessourceneffizienz im Hessischen Ministerium fürWirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwick-lung. Hummel sagte bei seiner Begrüßung der Teil-nehmer: „Es muss noch viel erfunden werden, packtes an!“ Dass in Darmstadt die junge hessische Bil-dungselite am Start war, hat ihm besonders gefallen.Er lobte, wie vital und informativ die Schülerteams ih-re Ergebnisse vorgestellt haben.

„Beinahe hätte ich gesagt: Liebe Kollegen!“ GregorDisson ist Geschäftsführer des seit Jahren eng mitdem Erfinderlabor und dem ZFC verbundenen Ver-bands der Chemischen Industrie (VCI) in Hessen undwar von der Leistung der Teilnehmer begeistert. Erbetonte den Nachhaltigkeitsgedanken des Work-shops: Ziel sei, dass der Bestand an gut ausgebilde-ten Naturwissenschaftlern am Standort Deutschlanddauerhaft gesichert werde. „Dafür müssen Schulen,Unternehmen und Hochschulen eng zusammen ar-beiten.“ Eine Partnerschaft, wie sie beim Erfinderla-bor seit knapp zehn Jahren sehr gut funktioniere, soGregor Disson, der neben Christa Jansen, SebastianHummel und Matthias Rehahn in der Jury saß, dieden Teams nach deren Präsentation ein kritischesFeedback servierte.

„Chemie bedeutet immer wieder neu aufzustehen“,so Matthias Rehahn. Die Teilnehmer des Erfinder -labors wissen spätestens nach diesen fünf Tagen,was dies bedeutet: „Die vielen Fehlschläge warenmanch mal echt frustrierend, aber die Freude war da-für umso größer, als es dann funktionierte. Mir hatdas Experimentieren großen Spaß gemacht“, kom-mentiert Jonathan Strobl von der Landrat-Gruber-Schule in Dieburg. Lorena Glatthaar (17) vom Land-graf-Ludwigs-Gymnasium (Gießen) betont: „Einetolle Abwechslung zum normalen Schulalltag. Auch,wenn nicht alle Versuche erfolgreich waren.“ Einennachhaltigen Effekt erkennt Ramona Hiller von derHeinrich-von-Kleist-Schule in Eschborn: „Ich nehmeviele positive Erfahrungen mit.“ Der Schülerin gefie-len die spannenden Einblicke in den Arbeitsalltag imFachbereich Chemie an der TU Darmstadt. „Ich habeein für mich völlig neues Thema kennen gelernt, dasverständlich und informativ dargestellt wurde.“ Einentiefen Einstieg in die Materie lobt Sabrina Kiel (Fer-dinand-Braun-Schule, Fulda): „Es war uns möglich, einuns unbekanntes Forschungsfeld kennenzulernenund zu verstehen. Die Arbeit war anstrengend, dochdie Unterstützung durch Merck, die TU und das ZFChat unseren Wissensdurst beflügelt.“

Für manche hat das Erfinderlabor auch den Berufs-weg konkretisiert: „Ich möchte Chemie studieren.Das Erfinderlabor hat mich darin bestätigt“, sagt Katharina Beck von der Anna-Schmidt-Schule inFrankfurt. Für Jan Nikolas Prinz (Starkenburg-Gym-nasium Heppenheim) war die Atmosphäre entschei-dend: „Im Labor haben wir mit den Doktoranden wiemit Freunden zusammengearbeitet. Das war fast wiePrivatunterricht.“

Fazit: Die Teilnehmer des 15. Erfinderlabors habensich einem völlig neuen Thema sehr souverän undversiert angenähert und in kürzester Zeit enorme Ergebnisse erzielt. Auch wenn nicht jede organischeLeuchtdiode auf Anhieb geleuchtet hat: Die Schüle-rinnen und Schüler gehören auf jeden Fall zu denhellsten Lichtern ihres Genres.

Thomas Schneidermeier

Das Erfinderlabor ist Teil der ZFC-Initiative „Schule 3.0 – Zukunftstechno-logien in den Unterricht“. Dem Schulnetzwerk gehören heute 21 hessischeSchulen mit gymnasialer Oberstufe und die Deutsche Schule Seoul an. Pro-jektleiter des Erfinderlabors ist seit 2014 Patrick Röder. Im Schuljahr 2013/14wurde bereits ein Erfinderlabor zum Komplex „Umwelttechnologie Brenn-stoffzellen“ durchgeführt. Das nächste findet vom 14. bis 18. Juli 2014 inMarburg zum Thema „Materialchemie“ statt.

Das Erfinderlabor

Souverän wurden die Ergebnisse den rund 160 Zuhörern präsentiert. Hier durch Lorena Glatthaar(links) und Jonathan Strobl (rechts).

Die Schülerinnen und Schüler gewannen beim Erfinderlabor einen Einblick in den Alltag ei-nes Chemielabors an der TU Darmstadt (links: Sabrina Kiel; rechts: Malte Stark).


16.07.2014 Darmstadt

Mit Nanobeschichtungen zu nachhaltigen ProduktenWorkshop der Aktionslinie Hessen-Nanotech

n www.hessen-nanotech.de/nanobeschichtungen

14.08.2014 Wiesbaden

Beratungstag „Hessen ModellProjekte – Förderung angewandterF&E-Projekte“Beratungstag der HA Hessen Agentur GmbH

n www.innovationsfoerderung-hessen.de

23.-25.09.2014 Darmstadt

MSE 2014 – Materials Science and EngineeringKonferenz der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde e.V.

n www.dgm.de

23.09.2014 Hanau

3D-Additive ManufacturingWorkshop der Aktionslinie Hessen-Nanotech

n www.hessen-nanotech.de

09.10.2014 Wiesbaden

Beratungstag „Hessen ModellProjekte – Förderung angewandterF&E-Projekte“Beratungstag der HA Hessen Agentur GmbH

n www.innovationsfoerderung-hessen.de

20.10.2014 Hanau

Materialforum Rhein-MainVeranstaltung des Materials Valley e.V.

n www.materials-valley.de

25.-28.11.2014 Frankfurt

EuroMold 2014Weltmesse für Werkzeug- und Formenbau, Design und ProduktentwicklungBesuchen Sie den hessischen Gemeinschaftsstand in Halle 8 und das Forum der Aktionslinie Hessen-Nanotech zum Thema „Generative Fertigungstechnologien“. Weitere Informationen unter www.hessen-nanotech.de.

n www.euromold.com

Die Aktionslinie Hessen-Nanotech ist eine Maßnahme des

Hessischen Ministeriums für Wirtschaft, EnergieVerkehr und Landesentwicklung Sebastian Hummel Kaiser-Friedrich-Ring 75 D-65185 Wiesbaden Tel.: +49 611 / 815-2471, Fax: -492471 E-Mail: [email protected] Internet: www.wirtschaft.hessen.de

Projektträger ist die

Hessen Trade & Invest GmbHDr. David Eckensberger (Projektleiter), Nicole HolderbaumKonradinerallee 9D-65189 WiesbadenTel.: +49 611/950 17-83 26, Fax: -86 20E-Mail: [email protected]@htai.de

Impressum

HerausgeberAktionslinie Hessen-Nanotech Hessen Trade & Invest GmbHKonradinerallee 9 D-65189 Wiesbaden

Redaktion Nicole Holderbaum, Hessen Trade & Invest GmbHDr. David Eckensberger, Hessen Trade & Invest GmbH

BeiträgeS. 5 Susanne Brendle, Messe FrankfurtS. 7 Joachim C. Onnen, DEMAT GmbHS. 10 Martin Möller, Öko-Institut e.V.S. 12 Dr. Kerstin Horn, INNOVENT e.V.S. 16 Dr. Andy Hebb, EEN South East und Olaf Jüptner, EEN HessenS. 18 Ulrike Niedner-Kalthoff, Hessisches Ministerium für Wirtschaft,Energie, Verkehr und Landesentwicklung

Bildquelle Titelbild: Dr. Qiao Chen, University of SussexS. 3 BMBF / S. 5 Messe Frankfurt / S. 6-7 Roland Grün / S. 7 DEMAT GmbH / S. 9 Materials Valley e.V. / S. 10 Öko-Institut e.V. / S. 11 EMPA / S. 12 INNOVENT e.V. / S. 14 TransMIT Gesellschaft für Technologietransfer mbH /S. 15 Marc K. Dietrich, Universität GießenS. 19 Michael Kirsten / S. 20-21 Florian Dassinger

Gestaltung Piva & Piva, Studio für visuelles Design Heidelberger Straße 93, 64285 Darmstadt

Druck Druck- und Verlagshaus Zarbock GmbH & Co. KGSontraer Straße 6, 60386 Frankfurt am Main

Erscheinungsweise 4-mal pro Jahr (kostenlos)

Auflagenhöhe 5.000 Stück

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Die Aktionslinie Hessen-Umwelttech wird kofinanziert aus Mitteln der Europäischen Union.

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