F&E Service und Projektbeispiele

Unsere F&E Dienstleistungen

Die Fraunhofer-Gesellschaft bietet als anwendungsorientierter F&E-Dienstleister in der Allianz Nanotechnologie, die Möglichkeit, nahezu alle Aspekte der Nanotechnologie gemeinsam mit Kunden zu untersuchen und daraus neue Produkte und Systemlösungen zu entwickeln.

Dies beginnt beim Molecular Modelling von Nanostrukturen als Voraussetzung für eine gezielte Materialentwicklung, über chemische und physikalische Methoden zur Herstellung von dünnen Schichten, Partikeln, Fasern und Nanokompositen, die Verarbeitungstechnik von Nanomaterialien bis hin zur Produktionstechnologie. Hinzu kommen Angebote der Nanoanalytik (https://www.nanoanalytik.fraunhofer.de/). Fragen zu Sicherheitsaspekten beim Umgang mit Nanomaterialien und die Bewertung von Trends in der Nanotechnologie als Querschnittsthemen.

Ziel all dieser Aktivitäten ist es, das realistische Entwicklungspotenzial der Nanotechnologie zu nutzen und F&E für die gesamte Wertschöpfungskette von nanotechnologischen Produkten anzubieten.

Untenstehend finden sich einige Projektbeispiele aus verschiedenen Aktivitätsbereichen sowie Beispiele von Arbeiten, die in öffentlich geförderten Programmen (EU und BMBF) durchgeführt werden.

 

Projektbeispiele

Projektbeispiel IMWS Halle (Saale)

Presseinformation vom 26.06.2019

Das Röntgenmikroskop ZEISS Xradia 810 Ultra wird künftig in Halle zur Materialforschung genutzt.
© Fraunhofer IMWS

Das Röntgenmikroskop ZEISS Xradia 810 Ultra wird künftig in Halle zur Materialforschung genutzt.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

Mit der 3D-Brille in die Nanowelt

Immer kleiner werden die Komponenten, welche in modernen, leistungsfähigen Werkstoffen deren Eigenschaften maßgeblich definieren. So sind es zum Beispiel in glaskeramischen Kochfeldern winzige Kristalle mit Ausdehnungen von gerade einmal 30-50 nm, die dafür sorgen, dass das Kochfeld sich bei Erwärmung nicht ausdehnt und auch nicht durch Kälteschock springt, wenn zum Beispiel kaltes Wasser auf die heiße Herdplatte gelangt.

Beim Design solcher und ähnlicher Werkstoffe stellt sich oft die Frage: Wie kann man diese winzigen Struktureinheiten sichtbar machen, um sie zu analysieren? Üblicherweise greift man in solchen Fällen zu Methoden der Elektronenmikroskopie. Dies setzt aber eine aufwändige Präparation der Probe voraus und liefert letztlich nur ein zweidimensionales Schnittbild eines sehr kleinen Volumens. Oft aber ist gerade die Information über die dreidimensionale Verteilung solcher Strukturen in größeren Volumina, ein Tomogramm also, von hoher Bedeutung.

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Projektbeispiel ISC Würzburg

Presseinformation vom 06.05.2019

DNA-stabilisierte Metall-Quanten-Cluster sollen als hochempfindliche, kostengünstige Biosensoren eingesetzt werden. Mit ihren Fluoreszenzeigenschaften können Krankheiten zuverlässig detektiert werden.
© Fraunhofer ISC

DNA-stabilisierte Metall-Quanten-Cluster sollen als hochempfindliche, kostengünstige Biosensoren eingesetzt werden. Mit ihren Fluoreszenzeigenschaften können Krankheiten zuverlässig detektiert werden.                                                                                                                                                                                                                        

Projekt BioSensing – Krankheitserreger mit Hilfe der Quantentechnologie erkennen

Krankheiten sicher diagnostizieren, multiresistente Keime identifizieren, beginnende Epidemien frühzeitig erkennen oder Gifte und Krankheitserreger im Trinkwasser und Lebensmitteln schon in geringsten Konzentrationen nachweisen – das sind große Herausforderungen und Ziele aktueller Forschung. Eines der aussichtsreichsten Werkzeuge für diese Aufgaben sind neuartige und stark verbesserte Biosensoren. Das Projekt "BioSensing" der Fraunhofer-Institute für Silicatforschung ISC, und für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME sowie des Instituts für Physik der Universität Leiden will die Grenzen moderner Biosensoren mit Hilfe der Quantentechnologie überwinden.

Mit Biosensoren sollen noch sicherere und effizientere Diagnosen im Bereich der Medizin ermöglicht werden. Doch die Forschung steht vor großen Herausforderungen. Die Sensoren sollen empfindlich genug sein, um schon kleinste Mengen an Krankheitserregern im Blut oder anderen biologischen Flüssigkeiten zu entdecken. Gleichzeitig sollen sie spezifisch und in Echtzeit selbst schwer zu diagnostizierende Krankheiten erkennen, damit wirksame Therapieverfahren frühzeitig greifen können.

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Projektbeispiel IKTS Dresden

Presseinformation vom 30.05.2017

Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS
© Fraunhofer IKTS

Keramik-Membranen des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Abwasser effektiv reinigen

Wasser ist lebenswichtig – Abwässer müssen daher möglichst effizient gereinigt werden. Möglich machen das keramische Membranen. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf konnten die Trenngrenze dieser Membranen nun deutlich herabsetzen und erstmals auch gelöste organische Moleküle mit einer Molaren Masse von nur 200 Dalton zuverlässig abfiltrieren. So lassen sich selbst Industrie-Abwässer effizient reinigen.

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Projektbeispiel IFAM Bremen

Presseinformation vom 02.11.2015

Rasterelektronen-mikroskopische Aufnahme einer gut angewachsenen Zelle auf einem Zahnimplantat
© Fraunhofer IFAM

Rasterelektronen-mikroskopische Aufnahme einer gut angewachsenen Zelle auf einem Zahnimplantat

Infektionen an Zahnimplantaten vermeiden

Eine Million Zahnimplantate werden jedes Jahr in Deutschland eingesetzt. Oft muss der Zahnersatz ausgewechselt werden, etwa wenn sich das Gewebe infiziert. Verursacher der Entzündungen sind Bakterien. Eine neue Plasma-Implantatbeschichtung, die mit Silberionen Erreger abtötet, soll Infektionen künftig verhindern.
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Projektbeispiel IAP Potsdam-Golm

Presseinformation vom 01.10.2015

Quantenpunkte ermöglichen es, jede beliebige Farbe in sehr hoher Brillanz erzustellen.
© Fraunhofer IAP

Quantenpunkte ermöglichen es, jede beliebige Farbe in sehr hoher Brillanz erzustellen.

Prächtige Farben durch umweltfreundliche Kristalle

Quantum Dots haben für einen Qualitätssprung bei der Farbwiedergabe in LC-Displays gesorgt. Diese cadmiumbasierten Nanokristalle entpuppten sich allerdings als umweltschädlich. Fraunhofer-Forscher arbeiten gemeinsam mit einem Industriepartner an einer vielversprechenden Alternative: Quantum Dots aus Indiumphosphid.

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Projektbeispiel IGB Stuttgart

Presseinformation vom 03.08.2015

Beim Eintritt eines Nanopartikels ins Plasma entsteht ein diskontinuierliches Signal. Die Signalintensität korreliert mit der Partikelgröße.
© Fraunhofer IGB

Beim Eintritt eines Nanopartikels ins Plasma entsteht ein diskontinuierliches Signal. Die Signalintensität korreliert mit der Partikelgröße.

Nanopartikel in Sonnenschutzmitteln nachweisen

Viele Kosmetika wie Sonnencremes enthalten Titandioxid. Die Nanopartikel sind umstritten. Experten vermuten schädliche Wirkungen für Mensch und Umwelt. Die Teilchen lassen sich in den Cremes schwer nachweisen. Mit einer Messmethode von Fraunhofer-Forschern lassen sich die Partikel exakt bestimmen.

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Laufende EU-Projekte mit FhG-Beteiligung im Horizon 2020 Programm im Bereich Nanotechnologie

Supersmart für elektronische Systeme auf Papier- und Polymerbasis

Ein Testfeld für die Entwicklung von Medizinprodukten mit hohem Risiko

Risikomanagement der Nanotechnologie

Theranostik von Hirnerkrankungen der nächsten Generation mit autonomen, von außen steuerbaren Nanonetzwerken: ein transdisziplinärer Ansatz mit Schnittstellen zwischen Bio-Nano-Geräten

Schaffung eines Rahmens für die Risikosteuerung in der Nanotechnologie

Große Riblet-Oberfläche mit Superhärte, mechanischer Beständigkeit und Temperaturbeständigkeit durch Nanofunktionalisierung

Graphen-Flaggschiff-Kernprojekt 2

Subwellenlängen-Nanostruktur-Pilot (Sun-Pilot)

Antimikrobielle FLEXible Polymere für den Einsatz in Krankenhausumgebungen

Serienfertigung von funktionalen Polymer-Nanokompositen aus natürlichen Halloysit-Nanoröhren: Demonstration der kontrollierten Freisetzung aktiver antimikrobieller Mittel in Lebensmittelverpackungen.

Hochentwickelter integrierter Sensor für das NanoToxicity Screening

Innovationsprüfstand für die Entwicklung und Herstellung von Nanomaterialien für leichte eingebettete Elektronik

Innovative Fertigungsverfahren und Inline-Überwachungstechniken für die OLED-, Dünnschicht- und organische Photovoltaikindustrie (CIGS und OPV)

Offene Charakterisierungs- und Modellierungsumgebung zur Förderung innovativer Nano-Architektur- und Bio-inspirierter Hard / Soft-Schnittstellen

CarbON Nanotube compositE InterconneCTs

Hocheffiziente Öko-Paneele mit verbesserten Nano-Isolationseigenschaften

Innovativer elektrostatischer Hochauflösungsdruck multifunktionaler Materialien

Funktional abgestufte Gerüste für die additive Fertigung durch Hybridfertigung

Vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Projekte

Laufende BMBF geförderte Projekte im Bereich Nanotechnologie Ausführende Fraunhofer-Stelle
Verbundprojekt: Chemisch regenerierbare, superparamagnetische Aktivkohle zur Beseitigung von Spurenstoffen aus Abwässern (CREMA). Laufzeit: 1.10.2018 - 30.09.2021 Uni Stuttgart (ISWA) als Koordinator, Techn. Uni. Kaiserslautern, IWKS, ISC
Verbundprojekt: Biohybride für die Photon-aktivierte cardiale Erregung (BioPACE) - Teilvorhaben: Photonen-Nanoantennen für die optogenetische Anwendung Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Zentrum für Angewandte Nanotechnologie CAN
Verbundprojekt: S:Ss, Teilprojekt: Forschung und Entwicklung zu Europium basierten, fluoreszenten Nanopartikeln zur Anwendung in LED Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Zentrum für Angewandte Nanotechnologie CAN
Verbundprojekt: Aktiv steuerbare elektrochrome Gradientenfilter für die Anwendung in optischen Bildaufnahmesystemen (gradEC) - Teilvorhaben: Forschung zu Komponenten eines elektrochromen Gradientenfilters bestehend aus neuartigen organischen Absorber-molekülen und Elektroden aus Nanopartikeln Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Zentrum für Angewandte Nanotechnologie CAN
Verbundvorhaben: HiKAB- Hierarchische Kompositnanopartikelsysteme zur Anwendung in Brennstoffzellen - Entwicklung und kontinuierliche Herstellung, Teilvorhaben: Adaption des Herstellungsprozesses auf einen kontinuierlichen Flussreaktor Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Zentrum für Angewandte Nanotechnologie CAN
Verbundprojekt: Polymergestütze Verabreichung von Autoantigenen zur kurativen Behandlung von Autoimmunerkrankungen (PolyAiD) - Teilvorhaben: Polymerkapseln als selektive Nanocarrier für Autoantigen-Peptide Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) - Zentrum für Angewandte Nanotechnologie CAN
Ultrakondensatoren auf Basis innovativer Materialien für erhöhte Energiespeicherfähigkeit, Teilvorhaben: Nanostrukturelle und chemische Charakterisierung von Elektrodenmaterialien Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
TungSAdh - Wolframdisulfid basierte Nanopartikel für neuartige acrylat- und epoxidbasierte Klebstoffe Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM)
Superkondensatoren auf Basis nanostrukturierter Substrate, umweltfreundlichen Materialien und etablierten Prozesstechnologien, Teilvorhaben: Entwicklungen nanostrukturierter Substrate und deren Modifikation in Kombination mit elektrochemischer Charakterisierung der resultierenden Elektrodenmaterialien Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
ERANET Verbundprojekt: Umweltsensoren für 'Smart Agriculture' auf Basis additiver Fertigung (MANUNET-DigiMan), Teilprojekt: Entwicklung von Platin Nanotinten sowie einer digitalen Herstellungskette für den additiven Digitaldruck von Umweltsensoren Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
WavE - Verbundprojekt PAkmem: Effektive Aufbereitung problematischer Prozess- und Abwässer mit keramischen Nanofiltrationsmembranen, Teilprojekt 2 Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) - Institutsteil Hermsdorf
KerWas - Dünnwandige, keramische Membranen angepasster Benetzbarkeit und hoher volumenspezifischer Membranfläche für die Nanofiltration und Membrandestillation zur nachhaltigen Aufbereitung von salzhaltigen Wässern Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) - Institutsteil Hermsdorf
CNT-Membran: Nanoporöse Membranen hohen spezifischen Flusses aus orientierten CNTs für die energieeffiziente Aufbereitung von Ab- und Prozesswässern der Erdöl- und Erdgasindustrie Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) - Institutsteil Hermsdorf
NatKeKo - Maßgeschneiderte hochleistungsfähige Komponenten aus Carbon Nanotube-Keramik-Kompositmaterialien Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) - Institutsteil Hermsdorf
NADEA - Hochentropische nano-duplex Werkstoffe für die additive Fertigung Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Laserdirektschreiben metallischer Nanostrukturen aus der Gasphase mittels Zwei-Photonen-Absorption (LAMETA) Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM)
Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Hochleistungsbarrierewerkstoffe auf der Basis einer Plattformtechnologie zur biotechnologischen Gewinnung von Cellulose-Nanofasern, Teilvorhaben 2: Entwicklung Durchfluss-Bioreaktor und -Separator für die BNC-Fasergewinnung Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM
Verbundprojekt: Nanopartikelbasierte Technologieplattform zur In-vitro-Schnelldiagnostik in Vollblut mittels einer zeitaufgelösten Fluoreszenz-Resonanzenergietransfer (TR-FRET) Methode - NanoFRET, Teilvorhaben: Fluoreszierende und funktionalisierte anorganische Nanopartikel Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC)
Verbundprojekt: Flexible roboterbasierte Plattform zur automatisierten Produktion von Nanopartikeln, Teilprojekt: Translationszentrum Würzburg (APRONA) Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC - Fraunhofer-Translationszentrum für Regenerative Therapien TLZ-RT
Nanopartikelbasiertes Kontrastmittel für die multimodale In-vivo-Diagnostik, Multifunktionale anorganische Nanopartikel für die medizinische Bildgebung Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC - Fraunhofer-Translationszentrum für Regenerative Therapien TLZ-RT
ICONS - Integrierte Teststrategie für die mechanistische Abschätzung der Respirationstoxizität funktionalisierter mehrwandiger Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
CaNTser - Erforschung des toxischen Potentials von Carbon Nanotubes nach Langzeitinhalation Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
Verbundprojekt: Antibiotika Nanocarrier zur therapeutischen Inhalation gegen Tuberkulose - ANTI-TB -, Teilvorhaben: Inhalative Applikation Fraunhofer-Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin (ITEM)
Verbundprojekt: Maghämit-Nanopartikel mit Wirksamkeit bei Hyperphosphatämie - C-PAM, Teilvorhaben: Scale-Up der C-PAM Synthese sowie Entwicklung eines industriell umsetzbaren Reinigungsvefahrens Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV)
Verbundvorhaben: Innovative nanopartikelbasierte funktionsoptimierte Beschichtungsprozesse und neuartige energieeffiziente Trocknungsprozesse (NEEDS) - Teilvorhaben Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV)

 

Quelle: http://foerderportal.bund.de/foekat

Stand: 28.06.2019