Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer IWM Ausgründung Smartmembranes produziert weltweit einzigartige Filtermembranen

21.07.2014

Luft, Wasser, Blut – bei allen Flüssigkeiten und Gasen gibt es Gründe sie zu filtern. Wenn es dabei auf kleinste Parameter ankommt, beispielsweise Nanopartikel oder Viren herausgefiltert werden sollen, und der Filter gleichzeitig hochgradig symmetrisch und strukturiert sein muss, gibt es weltweit nur einen Anbieter: Smartmembranes, das Start-up von zwei Chemikerinnen in Halle an der Saale.

Die meisten großen Innovationen brauchen Zeit damit ihre Tragweite erkannt wird. Das Produkt von Monika Lelonek und Dr. Petra Göring könnte so eine Innovation sein, denn die Markteinführung ihrer weltweit einzigartigen Filtermembranen hat ihnen einen langen Atem abverlangt.


Die Gründerinnen von Smartmembranes, Monika Lelonek und Dr. Petra Göring, vor einer stark vergrößerten Abbildung ihrer Filtermembranen aus Aluminiumoxid

(© Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM)

Das Problem: Kaum jemandem war bekannt, dass per Ätz- und Elektrolyseverfahren hergestellte Poren in Aluminiumoxid oder Silizium so feine Filtermembranen ergeben. Exakt fünf Jahre nach der Gründung bieten die beiden Forscherinnen heute mit ihrer fünfköpfigen Firma Smartmembranes damit maßgeschneiderte Lösungen für verschiedenste Anwendungen an.

»Es waren fünf schwierige Jahre, aber wir können mit Stolz behaupten, dass wir uns etabliert haben«, sagt Petra Göring, Mutter von drei Kindern. Das Potential von Ätzverfahren an keramischem Aluminium zur Herstellung von Filtern hatten die beiden Chemikerinnen unabhängig voneinander schon in ihren Promotionen erkannt, Lelonek an der Uni Münster und Göring am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle.

Auf einem Workshop für Unternehmerinnen in der Nanotechnologie, der Nano-Entrepreneurship-Academy NenA, lernten sie sich vor sieben Jahren dann kennen und machten ihre Idee zu einer gemeinsamen. Prompt gewannen sie damit auch den Gründerpreis dieser Bundesinitiative.

Professor Ralf Wehrspohn, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM und zeitweiliger Arbeitgeber und Mentor von Petra Göring, war ebenfalls von den vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der einzigartigen Membranen angetan und schlug die beiden für das Fraunhofer-interne Gründerprogramm »FFE – Fraunhofer fördert Existenzen« vor.

»Das Verfahren zur Herstellung ist zwar seit den 90ern bekannt, aber niemand sonst hat so viel Zeit und Energie reingesteckt, diesen fragilen Prozess im Produktionsmaßstab beherrschbar zu machen«, sagt Wehrspohn. »Engagement und Forscherdrang der beiden Damen, verlangen einem gehörigen Respekt ab, gerade in den männlich geprägten Nanotechnologien«.

Die Vorteile der Membranen von Smartmembranes sind die hohe Ordnung und Einheitlichkeit der Poren. Die Schwankungen beim Durchmesser liegen bei maximal 10%. Nur in Halle können sie Form und Größe der Poren der Keramikmembranen so exakt und symmetrisch einstellen. Zwischen 20 und 400 Nanometer sind im Aluminiumoxid möglich. Zum Vergleich: Ein Aids-Virus hat einen Durchmesser von maximal120 Nanometer, fünfhundertmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. Lelonek und Göring können als einzige Porendurchmesser in einer Membran über die Dicke verändern, so dass beispielsweise kegelartige Poren entstehen.

Der Kern ihres Alleinstellungsmerkmals ist laut Göring die Prozessteuerung des Eloxalverfahrens, das nur unter eng vordefinierten Parametern die Poren in der gewünschten Größe und Verteilung ausbilde. »Unser Kapital ist das Know-How in unseren Köpfen«, sagt Lelonek. Ein Patent haben die beiden Chemikerinnen bewusst nicht angemeldet, um dieses Wissen in keiner Weise offenlegen zu müssen.

Die etablierten Alternativen auf dem Markt sind entweder gepresste Pulver, also willkürliche Schwammstrukturen, die gesintert wurden oder Folien, in die mit einem Ionenstrahl Löcher geschossen wurden. »Die Anbieter können zur Porengröße nur Mittelwerte angeben und die Membranen haben oft sogenannte Dead-End-Poren, also Sackgassen, die verstopfen und dadurch die Membran verunreinigen«, beschreibt Lelonek deren Defizite. Spezielle Anwendungen, wie beispielsweise die Filtration nach bestimmten Viren, wo kein anderes Partikel, wie zum Beispiel ein Bakterium, hängen bleiben darf, seien damit nicht möglich.

Auch der Investmentberater Johann Siemes von Fraunhofer Venture, der die Ausgründung von Lelonek und Göring seit sieben Jahren begleitet, ist von der Geschichte der beiden Forscherinnen angetan. »Die beiden bringen in einem für Gründer untypischem Umfeld und Lebensabschnitt wahnsinnige Energie und Nerven auf, ohne dafür signifikant entlohnt zu werden, etwa durch ein gutes Gehalt«. Auch die Rahmenbedingungen sieht Siemes als ungünstig: »Die Finanzierung ist mehrfach geplatzt, unter anderem weil Kapitalgeber hierzulande immer noch nicht besonders risikofreudig sind, selbst bei so bodenständigen Projekten wie dem aus Halle«.

Offenbar hat sich die harte Arbeit ausgezahlt, und der Nutzen für die Kunden spricht sich herum, denn die kommen mittlerweile aus vielen Bereichen, darunter Gassensorik, Drug-Delievery, Zellkultivierung oder Durchflusssensorik. Einer der noch wenigen Großkunden kommt aus Kanada und setzt die Membranen als Biochip ein, um unbekannte DNA mit einem Fluorenzenz-Scanner zu identifizieren.

Der Erfolg ist messbar: Mit den Membranen aus Halle erreicht der Kunde eine 20-mal schnellere Hybridisierungszeit, also der Dauer des Andockens der gesuchten DNA an die vorher aufgebrachten Fängermoleküle. Andere Kunden nutzen die Membranstrukturen auch als Schablone, um in den Poren Nanostrukturen wachsen zu lassen oder als Elektrodenmaterial in Brennstoffzellen, wo die hohe Oberfläche und die hohen Durchflussraten bei kleinen Drücken von Vorteil sind.

Für die Zukunft ist die Mission für Lelonek und Göring eindeutig: »Unsere nächsten drei Schritte sind Vetrieb, Vetrieb und Vetrieb«, sagt Lelonek und meint damit, dass sie demnächst wahrscheinlich mehr Zeit auf Fachtagungen und Messen verbringen werden als im Büro, um ihre Idee weiter bekannt zu machen und in die Welt hinauszutragen. Dass diese auf ihr Produkt gewartet hat, ist für die beiden klar.

Das Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM

Als Forschungspartner der Industrie und öffentlicher Auftraggeber entwickelt das Fraunhofer IWM Lösungen, mit denen der Energieverbrauch und der Materialeinsatz bei der Herstellung sowie im Einsatz von Werkstoffen und Bauteilen reduziert werden kann. Mit den Lösungen des Fraunhofer IWM können zudem die Energieverluste bei der Erzeugung, Umwandlung und Speicherung von Energie gesenkt werden. Sie führen zu längerer Bauteillebensdauer, höheren Standzeiten als auch zu gesteigerter Zuverlässigkeit und Sicherheit von Werkstoffen und Bauteilen.

www.iwm.fraunhofer.de

Clemens Homann | Fraunhofer-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften