Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Teilchen für Krebstherapie und Nanotechnologie

11.04.2005


In den 100 Jahren, seit Einstein seine spezielle Relativitätstheorie niederschrieb, hat die Wissenschaft immense Fortschritte erzielt - nicht zuletzt dank den Gesetzen des genialen Physikers. So gehorchen auch Teilchen in Beschleunigern den relativistischen Effekten. Doch niemand hätte 1905 an die vielen Anwendungen gedacht, die durch Teilchenstrahlen aus Protonen oder Elektronen möglich wurden. Weitsichtige Grundlagenforschung legt die Basis für künftige Innovationen, wie drei Forschungsprojekte am Paul Scherrer Institut (PSI) in der Schweiz exemplarisch zeigen: Protonentherapie, Fotolithografie und Mikromagnetismus.



Die Protonentherapie am PSI - von der Pioniertat zur klinischen Praxis



Anfang der 70er-Jahre wurde am PSI ein Protonenbeschleuniger für die physikalische Grundlagenforschung gebaut. Bald stellte sich heraus, dass die Anlage auch für die Krebsforschung massgebende Beiträge leisten kann. In der ersten Hälfte der 80er-Jahre installierte das PSI eine besondere Einrichtung, womit man erstmals in Europa Augenmelanom-Patienten mit einer völlig neuen Methode mit Protonen bestrahlen konnte. Basierend auf diesen Erfolgen entwickelte ein Team in den 90er-Jahren am PSI die Spot-Scanning-Technik. Mit dieser weltweit einzigartigen Methode lassen sich auch tief liegende Tumoren mit Protonen äusserst präzise und schonend bestrahlen. Das PSI hat damit international grosses Interesse bei Radioonkologie-Kliniken und der Industrie ausgelöst. Zurzeit entsteht in München das Rinecker Proton Therapy Center (RPTC). Dieses erste vollklinische Protonenbestrahlungszentrum in Europa basiert grösstenteils auf der vom PSI entwickelten Scanning-Bestrahlungstechnik. Weitere Zentren sind in Köln und Essen in Projektierung.

Im Hinblick auf die Einführung des neuen Therapieverfahrens in eine breite klinische Anwendung nimmt das PSI mit dem Projekt PROSCAN zurzeit ein neuartiges Zyklotron in Betrieb und entwickelt auch eine neue Patienten-Bestrahlungseinrichtung (Gantry). Anfang April konnte aus dem Medizin-Zyklotron erstmals ein Protonenstrahl erzeugt werden.

Immer winzigere Strukturen - Weltrekord in der Fotolithografie

Der Fortschritt in der Mikroelektronik führt zu immer schnelleren und billigeren Produkten und basiert auf der Herstellung immer kleinerer Schaltkreise. Angesichts dieses technologischen Trends wird an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS), einem Elektronen-Beschleuniger, an Weiterentwicklungen der Lithografietechniken geforscht. So nutzt die kürzlich in Betrieb genommene Röntgen-Interferenz-Lithografie-Strahllinie das Licht im Bereich des extremen Ultravioletts (EUV), um kleinste Strukturen in fotosensitiven Lacken herzustellen. Kürzlich gelang es Forschern am PSI, damit Strukturen mit Perioden von 32 Nanometern zu erzeugen. Das ist weltweit die bisher kleinste, mit Licht jeglicher Wellenlänge erzeugte Dimension. Die an der SLS hergestellten Strukturen lassen sich zum Beispiel bei der Entwicklung der EUV-Lithografie verwenden, um damit noch leistungsfähigere Computerchips herzustellen.

Röntgenpulse aus dem Synchrotron - Tanz der Domänen

In magnetischen Teilchen von wenigen Tausendstel-Millimeter Durchmesser gibt es Bereiche, wo die Magnetnadeln aller Atome in die gleiche Richtung zeigen. Diese so genannten Domänen lassen sich mit Röntgenlicht aus der SLS sichtbar machen und ihre Reaktion auf angelegte Magnetfelder untersuchen. Es braucht die SLS, eines der weltweit modernsten Synchrotrons, um die extrem kurzen und hellen Pulse von Röntgenlicht für solche anspruchsvollen Experimente zu generieren. Bei der Untersuchung der magnetischen Domänen interessieren nicht nur deren statische Eigenschaften, sondern auch die Änderungen, die sich ergeben, wenn ein äusseres Magnetfeld angelegt wird. Denn diese geben Aufschluss über die Kräfte, die zwischen den atomaren Magnetnadeln herrschen. Die dabei gewonnenen Resultate sind für die Grundlagenforschung von grossem Interesse, sie finden aber auch wichtige technische Anwendungen. So speichern kleinste magnetische Teilchen in Computerfestplatten Informationen. Je schneller das rasant wechselnde Domänenmuster wieder hergestellt ist, desto rascher lassen sich Daten auf der Festplatte ablegen und wieder abrufen.

Für weitere Auskünfte:
Protonentherapie: Martin Jermann, Programmleiter Protonentherapie und Stabschef, PSI; Telefon +41 (0)56 310 27 18; martin.jermann@psi.ch

Fotolithografie: Prof. Dr. Jens Gobrecht, Leiter Labor für Mikro- und Nanotechnologie, PSI, sowie Leiter von INKA (Institut für Nanotechnische Kunststoff-Anwendungen), PSI/FH Aargau/Nordwestschweiz; Telefon +41 (0)56 310 25 29; jens.gobrecht@psi.ch

Mikromagnetismus: Dr. Christoph Quitmann, Forschungsgruppenleiter an der SLS, PSI; Telefon +41 (0)56 31045 60; christoph.quitmann@psi.ch

Beat Gerber | idw
Weitere Informationen:
http://www.psi.ch/medien/medien_news.shtml

Weitere Berichte zu: Nanotechnologie ProTon Protonentherapie SLS Synchrotron

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Planeten außerhalb unseres Sonnensystems: Bayreuther Forscher dringen tief ins Weltall vor
23.02.2017 | Universität Bayreuth

nachricht Kühler Zwerg und die sieben Planeten
23.02.2017 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie