Nanotechnologien

Nanotechnologien

In der Fachgruppe Nanotechnologien widmen sich Experten aus renommierten Forschungseinrichtungen gemeinsam mit innovativen Unternehmen des Freistaats dem Zukunftsfeld „Nanotechnologien“.

Aktuelle Schwerpunkte liegen insbesondere bei den Partikel- und Schichttechnologien einschließlich zugeordneter Modellierung, wobei eine breite Palette an forschungs- wie auch fertigungsbezogenen Kompetenzen existiert.

Aktivitäten

Die Potentialanalyse betrachtet wichtige Aspekte der Mikro-Nano-Integration (MNI) und bringt diese im Kontext mit aktuellen Markentwicklungen in Thüringen.

Die Studie gibt einen umfassenden Überblick über die Entwicklung von Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie zur Mikro-Nano-Integration in Thüringen. Die Ist-Analyse zeigt u.a. die wirtschaftlich-politischen Zukunftsfelder und die wirtschaftlichen Potenziale Thüringens auf. Zudem wird in diesem Zusammenhang die MNI-Unternehmens- und Wissenslandschaft aufgezeigt.

Die Studie finden Sie auf der Webseite des Thüringer ClusterManagemens (ThCM) im Bereich Downloads.

Ihr Ansprechpartner

Dr. Frank Lindemann

Dr. Frank Lindemann
AIC - Akquisition, Thüringen International und Clustermanagement

Mainzerhofstraße 12
99084 Erfurt

0361 5603-461
0361 5603-328
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Die Mikrofluidik in Thüringen wird stark von Akteuren der AG Nanotechnologien geprägt. Zu den bedeutendste Einrichtungen in Thüringen zählen z.B.:

Die Akteure setzen sich mit den unterschiedlichsten Aspekten der Mikrofluidik auseinander. Z.B. werden folgende Forschungsthemen untersucht:

  • Digitale Mikrofluidik,
  • die Entwicklung von intelligenten mikrofluidischen Funktionsstrukturen
  • Naturstoffchemie einschließlich der Strukturanalyse
  • Partikelmanipulation und Sortierung
  • Verfahren der Mikro-Reaktionstechnik.
  • die Entwicklung mikrofluidischer Verfahren für Zellmanipulation
  • Bioprozesscharakterisierung und -Kopplung
  • optisch-spektroskopischer Verfahren für das Auslesen mikrofluidischer Assays,
  • Sensor-Integration

BMBF-Projekt „BactoCat“ und Innovationsforum „KompaTech“

Das Ziel des Projektes BactoCat bestand in der Identifizierung neuer Synthesewege von Mikroorganismen in der Mikroreaktionstechnik durch edelmetall- und metallnanopartikel-katalysierte Prozesse.
Mit dem Projekt wurde der Zugang zu bisher ungenutzten zellulären und insbesondere mikrobiellen Syntheseleistungen geschaffen, der auf Grund der Vielzahl der interessanten Stämme und der Vielzahl von in Frage kommenden Prozessparametern und Medienzusammensetzungen mit konventionellen Ansätzen bisher nicht erreicht werden konnte.

Die umfangreichen Forschungsarbeiten im Projekt BactoCat wurden im Innovationsforum „KompaTech“ aufgegriffen und fortgeführt. Im Rahmen des Innovationsforums werden Potenziale der kompartimentierten Biotechnologie erschlossen. Durch Übertragung des Kompartimentierungs-Prinzips auf Produktions- und produktionsnahe Systeme können einerseits Forschungsergebnisse schnell in Anwendungen überführt und andererseits neue effiziente Bioprozesse möglich werden.

Das hervorgegangene Netzwerk aus Wissenschaftlern und industriellen Partner vereint die Interessen der unterschiedlichen Akteure. Es finden in regelmäßigen Abständen Workshops statt, in denen Projekte diskutiert, angestoßen und präsentiert werden.

Weiteren Informationen zum Innovationsforum „KompaTech“ sowie die Ergebnisse der Workshops finden Sie hier. (Hinweis: Kontaktieren Sie Herrn Sawatzky, um die Zugangsdaten zu erhalten).

Quelle der Beschreibung: http://www.bactocat.de/http://kompatech.de und im Text verlinkte Internetseiten des HKI, iba, IPHT und TU Ilmenau

Ihre Ansprechpartner

Prof. Dr. Jürgen Popp
Institutsdirektor
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Dr. Thomas Henkel
Leiter Mikrofluidik
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Kay Sawatzky

Kay Sawatzky
Projektleiter „Industrielle Produktion & Systeme“
AIC - Akquisition, Thüringen International und Clustermanagement

Mainzerhofstraße 12
99084 Erfurt

0361 5603-441
0361 5603-328
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Wachstumskern HIPS

Die Digitalisierung, d.h. die Erzeugung und Verarbeitung von Informationen in vernetzten Systemen, besitzt eine Schlüsselrolle für den Übergang in die nachhaltig produzierende und konsumierende Gesellschaft der Zukunft. Die Sensortechnik als Medium zur Generierung dieser Informationen wird hierfür zu einer tragenden Schlüsseltechnologie. Funktionale Nanostrukturen sowie die Verbindung von Siliziumtechnologie und keramischer Mehrlagentechnik (SiCer) bilden eine große Chance für KMU. Dabei beschreiten Thüringer Unternehmen und Forschungseinrichtungen neue Wege in der Prozesstechnologie, um z.B. Silizium und Keramik zu verbinden. Ziel des Wachstumskerns HIPS ist die Entwicklung einer Technologieplattform für neuartige Sensoren und die gemeinsame Vermarktung dieser.

Derzeit erarbeitet das Konsortium an dem Innovationskonzept.

Quelle der Beschreibung: Eigene Formulierung

Wachstumskern „fanimat nano“

Der Wachstumskern „fanimat nano“ vereint die starken Kompetenzen in den Branchen „Technische Keramik“ und „Elektronik“ in der Region Hermsdorf-Jena. Aufbauend auf den bestehenden technologischen Stärken der KMU in den Anwendungsfeldern

  • Elektrotechnik/Elektronik,
  • Optik/Optoelektronik und
  • Medizintechnik

wurde das in den Forschungseinrichtungen erarbeitete Know-how im Bereich der Nanopartikeltechnologien zur Entwicklung und Herstellung qualitativ überlegener Komponenten und Systemprodukte genutzt. Die Nano-Eigenschaften wurden dabei in einer durchgängigen Fertigungstechnologie über alle Stufen der Wertschöpfungskette implementiert.

Weitere Informationen

Quelle der Beschreibung: BMBF, abgerufen am 20.06.2017, https://www.unternehmen-region.de/de/1288.php

Ihr Ansprechpartner

Dr. Frank Lindemann

Dr. Frank Lindemann
AIC - Akquisition, Thüringen International und Clustermanagement

Mainzerhofstraße 12
99084 Erfurt

0361 5603-461
0361 5603-328
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Schwerpunkt der Forschungsarbeiten bildet die molekulare Plasmonik. Das Ziel ist die Erschließung des Potentials plasmonischer Effekte an Hybrid-Nanostrukturen von molekularen mit chemisch-synthetisierten metallischen Elementen für den Einsatz in der Biophotonik. Die technische Basis bildet dazu das Design und die Synthese von Metall-Nanopartikeln und Nanostrukturen mit gewünschten definierten optischen Eigenschaften (lokalisierte Oberflächenplasmonen-Resonanz, LSPR) in Kombination mit (bio)molekularen Komponenten (z.B. DNA).

Technologien

  • Sensorentwicklung
  • Mikrofluidische Nanopartikelsynthese (UV-NIR)
  • Herstellung plasmonischer Nanostrukturen durch Selbstorganisation und Mikrointegration
  • DNA-Origami Technik

Anwendungsfelder

  • Diagnostik
  • Pathogennachweis in

    • Wasser (auch Antibiotikaresistenz)<
    • Lebensmittel
    • Medizinisch-relevanten Proben

  • Nachweis von Biomarkern für

    • Krebs
    • Rheumatoide Arthritis

  • Katalyse und Materialbearbeitung
  • Bildgebung und plasmonische Therapieansätze

Quelle der Beschreibung: IPHT, abgerufen am 21.06.2017, https://www.leibniz-ipht.de/forschungseinheiten/forschungsabteilungen/nanobiophotonik/nanobiophotonik/uebersicht.html

Ihre Ansprechpartner

Prof. Dr. Jürgen Popp
Institutsdirektor
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Dr. Andrea Csáki
Arbeitsgruppenleiterin
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Die Erforschung nanopartikelbasierter Therapien für entzündliche innere Erkrankungen steht im Mittelpunkt des Sonderforschungsbereichs „Polymerbasierte Nanopartikel-Bibliotheken für die Entwicklung zielgerichteter anti-inflammatorischer Strategien“.

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Nanopartikel aus neuen Polymeren, die auf den entzündungshemmenden Wirkstoff und die gewünschte Art der Freisetzung maßgeschneidert sind. Der Verbund will dazu systematisch sogenannte Partikelbibliotheken anlegen, um dem jeweiligen Wirkstoff die geeigneten Nanopartikel zuordnen zu können.

Quelle der Beschreibung: Pressemeldung der DFG vom 26.05.2017 http://www.dfg.de/service/presse/pressemitteilungen/2017/pressemitteilung_nr_16/index.html

Ihr Ansprechpartner

Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie

Humboldtstr. 10
07743 Jena

03641 9482-00
03641 9482-02
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Photonische Nanomaterialien und Metamaterialien werden stark durch das

Es werden große Anstrengungen in der Modellierung, Gestaltung und Charakterisierung von Nano- und Metamaterialien unternommen. Die Wissenschaftler am Abbe Center of Photonics untersuchen nanostrukturierte, nano-optische und Meta-Materialien entlang der gesamten Prozesskette (Design, Modellierung, Fertigung, Charakterisierung und funktionale Anwendung) mit dem Ziel, optische Systeme mit zusätzlichen Funktionalitäten zu.

Weitere Informationen

Ein Beispiel dafür stellen „Schaltbare Metamaterialien“ dar:

Aktuell forscht ein Team von Physikern der Staatlichen Universität Moskau (Russland), der Sandia National Laboratories in Albuquerque (USA) und der Friedrich-Schiller-Universität Jena (Deutschland) an der Entwicklung von schaltbaren Eigenschaften der Metamaterialien. Die ultraschnell schaltbaren Metamaterialien werden mittels Elektronenstrahllithographie hergestellt. Bislang existieren solche Metamaterial lediglich im Labor. Für die Skalierbarkeit bedarf es weiterer Grundlagenforschung.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite der FSU Jena.

Quelle der Beschreibung: Im Text verlinkte Internetseiten der Fraunhofer IOF und IAP; Forschungsmeldung vom 19.05.2017, abgerufen am 21.06.2017, http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM170519_Schaltbare_Metamaterialien.html?highlight=metamater%2A

Ihre Ansprechpartner

Prof. Dr. Thomas Pertsch
Abbe Center of Photonics der Friedrich-Schiller-Universität Jena

Albert-Einstein-Str. 6
07745 Jena

03641 9475-60
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Dr. Isabelle Staude
Abbe Center of Photonics der Friedrich-Schiller-Universität Jena

Albert-Einstein-Str. 6
07745 Jena

03641 9475-66
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Der von der Landesentwicklungsgesellschaft Thüringen mbH erstellte Technologie-Kurzbrief über Nanotechnologien beinhaltet

  • die thematischen Einordnung,
  • die Trends,
  • die Situation in Thüringen und
  • einen Überblick über Thüringer Akteure.

An der Aktualisierung des Kurzbriefs wird derzeit gearbeitet. Die alte Version finden Sie im Bereich Downloads.

Ihre Ansprechpartner

Prof. Dr. Jürgen Popp
Institutsdirektor
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Dr. Ralf Zeißig
AIC - Akquisition, Thüringen International und Clustermanagement

Mainzerhofstraße 12
99084 Erfurt

0361 5603-459
0361 5603-328
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Allgemeine Bedeutung der Nanotechnologien

Materialien mit funktionalen Strukturen im tiefen Nanometerbereich (< 100 nm) weisen häufig völlig neuartige physikalische bzw. chemische Eigenschaften auf. Damit lassen sich neue Funktionsmaterialien entwickeln, wie sie auf mikro- oder gar makroskopischer Skala nicht existieren. Beispiele hierfür sind die Farb- und Benetzungseigenschaften nanostrukturierter Oberflächen (Lotuseffekt), optische Metamaterialien mit sog. lefthand-Eigenschaften, mesoskopische elektronische Effekte in nanoskaligen Festkörpern, optisch-plasmonische Resonanzen in metallischen Nanostrukturen oder lichtemittierendes nanoporöses Silizium. So vielfältig die nanobasierten Phänomene in Physik, Chemie und Biologie sind (und ständig werden weitere "Nano-Effekte" entdeckt), so breit gefächert sind die darauf aufbauenden Systemlösungen mit ihren qualitativ vollkommen neuen technischen Konzepten. Von daher wird deutlich, dass nanostrukturelle Materialien das Tor zu bisher ungeahnten und heute noch bei weitem nicht absehbaren  Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten in zahlreichen Branchen öffnen.

Auf der anderen Seite spiegelt sich die Vielfalt nanofunktionaler Materialien auch in dem breiten Spektrum an Technologien zur Herstellung der Nanostrukturen wider. Der Begriff "Nanotechnologien" umfasst daher sowohl Techniken zur gezielten Erzeugung intrinsischer nanoskaliger Strukturen während der Materialherstellung als auch Technologien zur nachträglichen Erzeugung/Aufprägung von Nanostrukturen im Volumen bzw. auf der Oberfläche von Materialien. Erwähnt seien beispielsweise die definierte Erzeugung nanodimensionaler Strukturzustände sowie nanolokaler Dotierungs- oder Defektzentren in Festkörpern, die Herstellung von Nanopartikeln mit vorgegebenen geometrischen und chemischen Parametern oder die Generierung planarer Nanostrukturen. Die Nanotechnologien sind somit in doppelter Weise - von der Strukturerzeugung ebenso wie von den technischen Einsatzfeldern her - eine wichtige Querschnittstechnologie, welche inzwischen eine Vielzahl von Disziplinen der modernen Naturwissenschaften und der Technik erfasst hat und als prägende Schlüsseltechnologie den technischen Fortschritt auch in der Zukunft maßgeblich bestimmen wird.

Kompetenzfelder

Herstellung von Nanopartikeln für optische, chemische, biologische und medizinische Anwendungen und Werkstoffentwicklung für Mikro- und Nanosysteme, z.B.:

Erzeugung definierter nanoskaliger Strukturzustände in Gläsern, Polymeren und Keramiken, z.B.:

Physikalisch/chemisch basierte Abscheidung und Strukturierung dünner Schichten und Schichtsysteme mit Dicken bis in den tiefsten Nanometerbereich (1 nm) (z.B. IPHT)

Herstellung funktioneller Oberflächen durch Laser, LIPSS, PLD (z.B

Mikro- und Nanolithografie

Generierung von metallischen und/oder dielektrischen 2D- und 3D-Nanostrukturen für optische bzw. elektronische Funktionselemente, z.B.:

Verarbeitung von Nanopartikeln zu funktionalen Dickschichtsystemen, z.B.:

Verarbeitung von Nanopartikeln für optische, chemische, biologische und medizinische Anwendungen bzw. Sensorik, z.B.:

Standarduntersuchungsverfahren, z.B.:

  • XRD (Gruppenüberschrift für röntgendiffraktometrische Untersuchungsmethoden)
  • Elmi (Elektronenmikroskopie)
  • AFM: Atomkraftmikroskopie bzw. SPM (scanning probe microscopy)
  • NPM-Technik (Nanopositionier- und Nanomesstechnik), (SFB 622 der TU Ilmenau)

NPM-Technik (Nanopositionier- und Nanomesstechnik)

Weitere Unternehmen und Institute können Sie in der Unternehmens- und Technologiedatenbank der Landesentwicklungsgesellschaft (LEG Thüringen) finden. Die Datenbank bietet mit rund 4.300 autorisierte Profile Thüringer Industrieunternehmen, Forschungseinrichtungen, wirtschaftsnaher Dienstleister und Hochschulen.

Ihr Ansprechpartner

Prof. Dr. Jürgen Popp
Institutsdirektor
Institut für Photonische Technologien (IPHT) Jena

Albert-Einstein-Straße 9
07745 Jena
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Kay Sawatzky

Kay Sawatzky
Projektleiter „Industrielle Produktion & Systeme“
AIC - Akquisition, Thüringen International und Clustermanagement

Mainzerhofstraße 12
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