High-Tech-Hochzeit: Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie

09.07.2007

Die diesjährige Jahrestagung des Mikrosystemtechnik-Netzwerkes mst-Netzwerk Rhein-Main e.V. in der Frankfurter IHK steht unter dem Motto: "Nano-Mikro-Integration". Was sich kompliziert anhört, folgt einer nahe liegenden Grundidee: Die Verbindung von Nanomaterialien mit Produkten der Mikrosystemtechnik. Diese Kombination eröffnet vielfältige neue Produkte und Einsatzmöglichkeiten auch für hessische Firmen.

"Die Nano-Mikro-Integration hat zunächst eine technische Seite. Sie führt dazu, dass die Verbindung von Nanomaterialien mit Sensoren und Aktoren zu immer kleineren und leistungsfähigeren Mikrosystemen führt. Integration bedeutet aber auch die schwierige Aufgabe, die Menschen - Unternehmer, Forscher, Wissenschaftler - aus den beiden Querschnittstechnologien zusammen zu bringen", so Prof. Dr. Helmut F. Schlaak von der TU Darmstadt, Vorstandsvorsitzender des mst-Netzwerks. In der Kombination beider Technologien sieht Schlaak enormes Potential auch für den Industriestandort Rhein Main. Gemeinsames Ziel sei es, bis zum Jahr 2010 einen Mikro- und Nanosystemtechnik-Cluster Rhein-Main mit über 100 Firmen und Forschungseinrichtungen aufzubauen. Derzeit sind 27 Mitglieder im mst-Netzwerk angeschlossen: sieben Institute und 20 Firmen aus dem Rhein-Main-Gebiet.

"Das Rhein-Main-Gebiet inklusive Mainz und Aschaffenburg soll durch den Verbund von Forschung und Anwendung zu einer der führenden Mikrosystemtechnik-Regionen in Deutschland werden", ergänzt Dr. Dieter Kreuziger, Geschäftsführer der HA Hessen Agentur. Das Potential an modernen Arbeitsplätzen in Hessen könnte auf diesem Gebiet bis zu 100.000 betragen. Um die Zusammenarbeit zu verstärken, hat das mst-Netzwerk Rhein-Main, das durch die Hessen Agentur und das TechnologieTransferNetzwerk Hessen unterstützt wird, einen Industrie-Hochschul-Arbeitskreis "Nano-Mikro-Integration" gegründet. Ziel ist der Ausbau und die Intensivierung der gemeinsamen Forschung und des Wissenstransfers in die Industrie. Derzeit laufen im mst-Netzwerk sechs Forschungskooperationen mit einem Volumen von über 1,5 Mio Euro.

Das Pharmaunternehmen Merck beispielsweise forscht im eigenen Labor an der TU Darmstadt über druckbare elektronische Bauelemente. Ziel ist es, in Zukunft alles und überall aufdrucken zu können. Kunststoff-Folien oder Textilien dienen als Trägermaterial. Gedruckte Metallpulver oder Kohlenstoffpartikel bestimmen die elektronischen Eigenschaften und können dabei sogar so bunt sein wie früher die Drucktinte. Wenn es schon Anoraks mit eingebautem MP3-Player gibt: warum sollte es nicht T-Shirts aus Nanomaterial geben, die künftig die Herzfrequenz ablesen? So wird erforscht, wie viel und was sich an elektronischen Eigenschaften drucken lässt.

Näher am derzeit alltäglichen Leben: Eine Nano-Mikro-Integration ermöglicht es schon heute, über Head-up-Displays Informationen auf Sichtfelder an der Windschutzscheibe zu projizieren. Wie ein Diaprojektor werden von der Armatur aus zum Fahrer hin Informationen wie Geschwindigkeit, Drehzahl, empfohlene Fahrtrichtung, Bedrohungen etc. auf die Windschutzscheibe geworfen. Die Linsen des Head-up-Diplays werden mit großen diffraktiven optischen Elementen im Nanomaßstab versehen. Erst damit kann dem Fahrer effektiv geholfen werden. Damit wird der separate Navigator an der Armatur überflüssig. Staumeldungen erscheinen im Sichtbild des Fahrers an der Windschutzscheibe. Siemens entwickelt weiter hierzu und baut bereits erste Exemplare in Automobile der Oberklasse.

Ein weiteres Beispiel, dass Nano-Mikro-Integration nicht erst Zukunftsmusik ist, sondern bereits angewendet wird: Magnetoresistive Sensoren, die sowohl als Basis für die Automatisierung von Maschinen als auch für die Drehzahlmessung der Räder in Autos verwendet werden. Hiermit lassen sich Distanzen und Drehzahlen messen. Bekannt ist diese Anwendung auch als Antiblockiersystem (ABS). Darüber informiert Jürgen Rühl, Leiter Technologiemanagement & Patentwesen bei Lust Antriebstechnik GmbH, Lahnau.

Über das Forschungsprojekt zu neuen Nano-Drähten aus Metallen und ihre Anwendungen berichtet Winfried Korb, Geschäftsführer von arteos GmbH. Diese wären wichtig für höchst empfindliche Gas-Sensoren. Doch momentan stoßen die Entwickler noch an physische Grenzen: je kleiner die Nano-Drähte und Bauelemente werden, desto schwieriger lassen sie sich handhaben. Haben diese erst einmal Dimensionen erreicht, dass man die Einzelteile nicht mehr sehen kann, ist es schwierig damit zu arbeiten. Hier hilft eine Zusammenarbeit zwischen der GSI und der TU Darmstadt mit der Fachhochschule Rüsselsheim, dieses Problem zu bearbeiten.

https://www.chemie.de/news/65964/high-tech-hochzeit-mikrosystemtechnik-und-nanotechnologie.html