Max-Planck und Fraunhofer – eine starke Forschungsallianz

Die Anforderungen der Zukunft lassen sich nur gemeinsam meistern. Wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft arbeiten mit Fraunhofer-Forschern zusammen, um Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in praktische Produkte umzusetzen – beispielsweise einen leistungsstarken, ultrakurzwelligen Laser. Durch die Kooperationsprojekte tragen die Forscher bei zur Sicherung des Wissenschafts- und Wirtschaftsstandorts Deutschland.

»Wenn Deutschland auch in Zukunft einen Spitzenplatz unter den Industrienationen einnehmen will, dann müssen wir unsere Kräfte bündeln«, davon ist Prof. Hans-Jörg Bullinger, der Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, überzeugt. »Wir haben exzellente Wissenschaftler und exzellente Forschungseinrichtungen – beispielsweise die Max-Planck-Gesellschaft, eine der weltweit führenden Einrichtungen für Grundlagenforschung und Fraunhofer, Europas größte Organisation für Angewandte Forschung. Alleine sind beide stark. Doch erst gemeinsam haben sie die Stärke, die Zukunft des Wirtschafts- und Wissenschaftsstandorts Deutschland zu sichern.«

Die Kooperation der beiden Einrichtungen wurde 2005 mit dem »Pakt für Forschung und Innovation« forciert. Damals vereinbarten beide Partner auch konkrete Kooperationsprojekte. Nach drei Jahren zog Bullinger heute bei einem Pressegespräch im Münchner Presseclub eine erste Zwischenbilanz: »Die Zusammenarbeit verläuft auf allen Ebenen sehr erfolgreich: Es haben sich interdisziplinäre Netzwerke gebildet, die sehr erfolgreich kooperieren und eine ganze Reihe innovativer Entwicklungen vorantreiben.«

Neun Projekte wurden seither begonnen, einige davon sind bereits weit fortgeschritten, weitere sind geplant: Die Forscher simulieren beispielsweise das Wachstum von Kristallen und Nanostrukturen. Oder sie schaffen Oberflächen, die sich mit ganz bestimmten biologischen Stoffen – Proteinen oder Zellen – verbinden. Unlängst begann ein interdisziplinäres Team vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen und vom Max-Planck-Institut für Quantenoptik in Garching bei München mit der Entwicklung eines ultrakurzwelligen Lasers zur Erzeugung und Analyse von Nanostrukturen.

Der neue Laser soll Dinge sichtbar machen, die bisher unsichtbar waren. Strukturen mit Abmessungen im Nanometerbereich – das ist die Dimension von Molekülen – ließen sich bisher mit Laserlicht nicht direkt untersuchen oder manipulieren, weil sie kleiner sind als die Wellenlänge des verwendeten Lichts. »Die Wellenlänge des Lichts entscheidet über die Auflösung des optischen Geräts: Die gängigen Infrarot- oder UV-Lichtlaser sind geeignet zum Schweißen, Bohren und Schneiden von Karosserie- oder Motorteilen und für die Präzisionsstrukturierung in der Elektronikindustrie bis in den Mikrometerbereich«, erklärt Hans-Dieter Hoffmann, Leiter der Abteilung Laser und Laseroptik am ILT.

»Doch mit dem Boom der Nano- und der Biotechnologie steigt der Bedarf an Geräten, die kürzere Wellenlängen emittieren.« Ein solches Gerät hat das Team um den Nobelpreisträger Theodor W. Hänsch und Prof. Ferenc Krausz am Max-Planck-Institut für Quantenoptik erarbeitet. Primär ging es den Physikern dabei nicht so sehr um industrielle Anwendungen, sondern vor allem darum, ein Messgerät für ihre Forschungen zu schaffen: Laser, die quasi-kontinuierlich Licht von zehn Nanometern Wellenlänge aussenden, eignen sich für die Untersuchung atomarer Strukturen. Erste Prototypen mit einer Wellenlänge um 60 Nanometer ermöglichen bereits wissenschaftliche Experimente in der Grundlagenforschung, sind aber noch sehr leistungsschwach. Gemeinsam mit den Ingenieuren und Physikern vom ILT wollen die Garchinger Wissenschaftler jetzt einen Laser bauen, der noch kürzere Wellenlängen erzeugt, und dabei so leistungsstark ist, dass er sich sowohl im industriellen Alltag als auch in der Spitzenforschung einsetzen lässt.

Erst vor wenigen Tagen hat der Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft einem zehnten Kooperationsprojekt zugestimmt: Forscher vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC in Würzburg werden künftig mit Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching zusammenarbeiten. Das Ziel ist es, neuartige Kupferkomposite für Fusionsreaktoren zu entwickeln. Eine besondere Herausforderung, denn in einer Umgebung, in der Deuterium- und Tritiumatome zu Heliumkernen verschmelzen und dabei Energie freisetzen, herrschen extreme Bedingungen. Von dem neuen Verbundwerkstoff wird extrem hohe Wärmeleitfähigkeit und Festigkeit verlangt, die sich nur mit neuartigen Fasern erreichen lässt. Diese Fasern werden jetzt am ISC entwickelt. Sie sollen künftig nicht nur in der Forschung eingesetzt werden, sondern auch den Herstellern von Leichtbauteilen und Flugzeugturbinen zu Gute kommen.

»Alle Kooperationen zielen darauf ab, den Innovationsprozess zu beschleunigen und so den Standort Deutschland voranzubringen«, erklärt Bullinger. »Der Schlüssel zum Erfolg liegt dabei im Transfer exzellenter Grundlagenforschung in die praktische Anwendung. Damit der gelingt, müssen Theoretiker und Praktiker eng zusammenarbeiten. Das verlangt vom Einzelnen ein hohes Maß an Flexibilität, hat aber auch einen besonderen Reiz: Bei den Max-Planck-Instituten zählt die Erstmaligkeit, bei Fraunhofer gewinnt eine wissenschaftliche Erkenntnis erst dann an Wert, wenn sie übertragbar oder standardisierbar ist. Nur wenn eine Entwicklung beide Kriterien erfüllt, ist sie für alle Partner ein Erfolg, auf den sie stolz sein können.«