EU-Projekt UNIVSEM: Gesamtpotenzial der Nanotechnologie klar erkennen

13.01.2015

http://www.univsem.eu/

Ein neues Werkzeug, das simultan Messungen im Nanoformat durchführen kann, könnte bald zu innovativeren Nanotechnologieprodukten hinführen und die EU-Wirtschaft ankurbeln. Das von den über das EU-finanzierte UNIVSEM-Projekt kooperierenden Wissenschaftlern entwickelte Werkzeug besitzt das Potenzial, Forschung und Entwicklung in zahlreichen Sektoren, angefangen bei Elektronik und Energie bis hin zu Biomedizin und Verbraucherprodukten, zu revolutionieren. Die Max-Planck-Gesellschaft ist an dem Projekt beteiligt.

Nanotechnologie, bei der Materialien im atomaren oder molekularen Maßstab manipuliert werden, hat zu neuen Werkstoffen wie Graphen und mikroskopisch kleinen Vorrichtungen geführt, zu denen neue chirurgische Werkzeuge und Arzneimittel gehören. Bis jetzt wurde die nanotechnologische Forschung und Entwicklung durch die Tatsache behindert, dass es nicht möglich war, gleichzeitig Informationen über 3D-Struktur, chemische Zusammensetzung und Oberflächeneigenschaften zu erhalten.

Daher ist das UNIVSEM-Projekt, das im März 2015 beendet sein soll, so innovativ. Durch Integration verschiedener Sensoren, die diese verschiedenen Aspekte von Nanomaterialien messen können, haben die europäischen Wissenschaftler ein Instrument geschaffen, mit dem die Forscher viel effizienter arbeiten können. Mit der Bereitstellung klarerer visueller und anderer sensorischer Informationen wird das Werkzeug die Wissenschaftler dabei unterstützen, Partikel im Nanomaßstab leichter manipulieren und die FuE-Kosten für die Industrie senken zu können.

Das Projektteam begann im April 2012 mit der Entwicklung einer Vakuumkammer, die die erforderlichen komplexen Sensorinstrumente aufnehmen kann. Gleichzeitig verbesserte man die Fähigkeiten jedes einzelnen analytischen Verfahrens erheblich. Das bedeutet letztlich, dass die Benutzer jetzt nur ein einziges Instrument benötigen, um wichtige Funktionen wie Sicht- und chemische Analyse zu realisieren.

Vorläufige Test zeigten, dass die erreichte optische Auflösung von 360 Nanometern (nm) das ursprüngliche Ziel von 500 nm, das bei Projektstart gesteckt wurde, bei Weitem übertrifft. Das sollte für zahlreiche Sektoren von Interessen sein, in denen kostengünstige, jedoch äußerst genaue Messungen benötigt werden, wie etwa bei der Fertigung von chirurgischen Werkzeugen im Nanomaßstab und für Nano-Arzneimittel.

Elektronik ist ein weiterer Schlüsselbereich. So könnten Wissenschaftler mit Hilfe des UNIVSEM-Projekts mehr über die Eigenschaften von Quasiteilchen wie beispielsweise Plasmonen erfahren. Da Plasmonen höhere Frequenzen als die heute üblichen Siliziumchips unterstützen können, glauben die Forscher, dass sie die Zukunft für optische Verbindungen auf Rechnerchips der nächsten Generation sein könnten.

Plasmonen könnten auch zur Entwicklung neuer Laser und molekularer Bildgebungssysteme führen und aufgrund ihrer Interaktion mit dem Licht die Wirkungsgrade von Solarzellen verbessern. Ein weiteres spannendes Gebiet der Nanotechnologie betrifft Silbernanodrähte (silver nanowire, AgNW). Diese Nanodrähte können ein transparentes leitfähiges Netzwerk bilden und sind daher ein vielversprechender Kandidat für Solarzellenkontakte oder transparente Schichten in Displays.

Der nächste Schritt ist die Kommerzialisierung des Instruments. Das multimodale Werkzeug soll die Nanotechnologieentwicklung und eine verstärkte Qualitätskontrolle in zahlreichen Bereichen antreiben - etwa die Entwicklung von Solarzellen der dritten Generation – und neue Gelegenheiten in jenen Sektoren schaffen, die bisher das Potenzial der Nanotechnologie noch nicht vollständig ausgeschöpft haben.

Das UNIVSEM-Projekt wurde durch das Siebte Rahmenprogramm (RP7) der EU mit 3,6 Millionen EUR unterstützt.