Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Fraunhofer in Japan: mit Nanotechnik in die Zukunft

10.02.2006


Bis vor kurzem war Nanotechnik mehr Vision denn Wirklichkeit. Doch jetzt bahnt sich die Zukunftstechnologie ihren Weg in die Praxis: Auf der nano tech in Tokio, der größten Nanotechnologie-Messe der Welt, zeigen Fraunhofer-Forscher vom 21. bis 23. Februar in Halle 4 Entwicklungen von heute, die die Welt von morgen verändern werden.


Folien zum Einkapseln flexibler OLEDs schützen vor Gasen und Dämpfen. © Fraunhofer IAP



Die Innovation ist unsichtbar - zumindest mit bloßem Auge betrachtet. Man braucht ein Rasterelektronenmikroskop, um die winzigen, nur Nanometer großen Strukturen in dem neuartigen Kristall zu erkennen. Doch die Leistung, die dieses nicht einmal staubkorngroße Gebilde vollbringt, ist enorm: "Mit einem photonischen Kristall können wir unter bestimmten Vorausetzungen Lichtsignale beliebig in alle drei Raumrichtungen lenken. Er ist sozusagen eine miniaturisierte optische Schaltzentrale", erläutert Michael Popall vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC. "Solche photonischen Kristalle werden in den optischen Verbindungen und Computern der Zukunft die Signale steuern." Wer diese Kristalle bauen will, braucht enormes Fingerspitzengefühl, denn die erstaunlichen physikalischen Eigenschaften sind das Ergebnis winziger Variationen im Aufbau: Eine kleine Verschiebung im Kristallgitter kann - abhängig von der Frequenz des Lichts - den Photonentransport verändern.

... mehr zu:
»Folie »Kristall »Nanotechnik »Schicht


An der Entwicklung photonischer Kristalle arbeiten Forscherteams auf der ganzen Welt. Die Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut in Würzburg, die mit Forschern am Laser-Zentrum in Hannover kooperieren, können bereits gute Erfolge vorweisen: Auf der nano tech in Tokio zeigen sie Videoaufnahmen, die den Aufbau eines solchen Kristalls dokumentieren. Ausgangsmaterial ist eine honigartige Flüssigkeit, die aus Nanopartikeln besteht. Diese haben einen harten Kern aus Siliciumoxid, die Oberfläche ist überzogen mit organischen Verbindungen. Dieses ORMOCER®-Harz härtet aus, wenn ein Lichtstrahl es trifft: "Wir können die Polymerisation punktgenau steuern: Sobald Laserlicht auf die Partikel trifft, entstehen organische Brücken zwischen den anorganischen Einheiten und damit Stabilität."

Soweit klingt alles ganz einfach. Doch tatsächlich verbirgt sich hinter den neuen photonischen Kristallen jede Menge technischer Tüftelarbeit. Für die zweidimensionale Strukturierung erhielten Popall und sein Team im vergangenen Jahr den japanischen"nano tech Award 2005" - mit diesem Preis wurden auch die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF ausgezeichnet, die eine Nano-Prägetechnik für die Produktion mikrooptischer Systeme auf ORMOCER®-Basis entwickelt hatten. Jetzt kehrt Popall zurück: Auf der nano tech 2006 zeigt er, dass die Forscher von ISC und vom Laser-Zentrum mittlerweile auch die dritte Dimension beherrschen: "Wir verwenden hierfür einen Femto-Sekunden-Laser, der so fokussiert wird, dass genau an der gewünschten Stelle genügend Energie zur Verfügung steht, um die Nano-Partikel zu vernetzen. Außerhalb des Fokus wird das Material durchstrahlt, ohne dass es zu Reaktionen kommt. Auf diese Weise lässt sich - Punkt für Punkt, Schicht für Schicht - ein Kristall mit ganz spezifischen optischen Eigenschaften gestalten - präzise, variabel und kostengünstig. Die Technik ist hervorragend geeignet, um photonische Kristalle zu erzeugen, die die optische Datenverarbeitung der Zukunft benötigt."

In der Praxis eingesetzt werden ORMOCER®e bereits in vielen Anwendungen der Mikrooptik wie Mikrolinsenarrays für Laser oder in hochauflösenden optischen Arrays, zum Beispiel Beamern. "Solche Anwendungen sind für den japanischen Markt hoch interessant. Die Japaner haben einen ausgeprägten Sinn fürs Praktische und eine besondere Vorliebe für Nanotechnik", weiß Dr. Lorenz Granrath vom Fraunhofer Representative Office in Tokio. "Es ist kein Zufall, dass sich die nano tech, vor vier Jahren als wissenschaftliches Forum gegründet, zur weltweit größten Messe auf diesem Gebiet entwickelt hat."

Forschung, die auf dem Weg in die Praxis ist, zeigt auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Tokio auch der Fraunhofer-Themenverbund Polymere Oberflächen POLO. "Unser Thema sind in diesem Jahr flexible Hoch- beziehungsweise Ultrabarrierefolien. Diese Folien schützen Packgüter vor dem Eindringen von Dämpfen wie Wasserdampf oder Gasen, beispielsweise Sauerstoff. Sie können heute bereits in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden, um das Verderben von frischen Nahrungsmitteln oder die Durchfeuchtung von Trockenprodukten zu verhindern", erklärt die Verbundssprecherin Dr. Sabine Amberg-Schwab. Die Barrierelaminate bestehen aus einem Kunststoffträgerfilm mit einer hauchdünnen Lage Silikat oder Aluminiumoxid, die von einer Hybrid-Polymer-Schicht überdeckt wird. Auch hier handelt es sich wieder um das Nanotech-Material ORMOCER®. Da die Beschichtungen dünn und flexibel sind, eignen sie sich für viele Anwendungen: Eine von den Fraunhofer-Forschern entwickelte Folie, die bessere Barriereeigenschaften aufweist als die Lebensmittelfolien, soll eingesetzt werden, um Solarzellen einzukapseln. "In Zukunft wollen wir noch effektivere Schichten entwickeln, die Ultrabarriereschichten", ergänzt Amberg-Schwab. "An Materialien zum Einkapseln flexibler OLEDs werden beispielsweise extreme Anforderungen gestellt: pro Quadratmeter und Tag darf nur ein Millionstel Gramm Wasserdampf die Folie durchwandern. Solche Zielvorgaben sind eine echte Herausforderung für die Forschung."

Marion Horn | idw
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2006/02/Presseinformation10022006.jsp

Weitere Berichte zu: Folie Kristall Nanotechnik Schicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Studie InLight: Einblicke in chemische Prozesse mit Licht
22.11.2016 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Eigenschaften von Magnetmaterialien gezielt ändern
16.11.2016 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ICTM Conference 2017: Production technology for turbomachine manufacturing of the future

16.11.2016 | Event News

Innovation Day Laser Technology – Laser Additive Manufacturing

01.11.2016 | Event News

#IC2S2: When Social Science meets Computer Science - GESIS will host the IC2S2 conference 2017

14.10.2016 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie