Presseinformationen
des Fraunhofer-Netzwerk Nanotechnologie FNT

Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS nimmt an der digitalen LOPEC 2021 vom 23. bis 25. März 2021 teil. Die Fachmesse und Konferenz ist der wichtigste globale Treffpunkt für die gedruckte Elektronikindustrie. Fraunhofer ENAS stellt Inkjet-Drucktechnologie für 3D-Bauteile als Roboter-gestützte Verfahren sowie gedruckte Bauteile für Brennstoffzellen vor.

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Fraunhofer ENAS auf der LOPEC 2021

Entwicklung neuartiger Schutzbeschichtungen zur Sicherung der Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten

Im ECSEL JU Projekt "Intelligent Reliability 4.0" (iRel40) erarbeiten unter der Leitung der Infineon Technologies AG 75 Partner aus 13 Ländern einen ganzheitlichen Ansatz zur Sicherung der Zuverlässigkeit von elektronischen Komponenten und Systemen (ECS).

Im Zuge der Miniaturisierung und mit der Entwicklung moderner Produkte sollen immer mehr Funktionen auf engerem Raum integriert werden. Mit diesem Trend steigen gleichzeitig die Ansprüche an elektronische Komponenten und Systeme enorm. Gefordert wird höchste Zuverlässigkeit über den gesamten Lebenszyklus. Dies ist eine elementare Voraussetzung, um neue Technologien bei sicherheitsrelevanten Anwendungen voranzutreiben und zu ermöglichen. Da Korrosionsschäden zu Ausfällen führen können, entwickelt das Fraunhofer IFAM innerhalb des Projektes "Intelligent Reliability 4.0" neuartige Schutzbeschichtungen für mikroelektronische Bauteile zur Sicherung der notwendigen Zuverlässigkeit.

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Dr. Regina Bleul forscht für eine (R)evolution in der Krebstherapie

Das Projektvorhaben "BioTherNa - Biomimetische thermoresponsive Nanomaterialien für effektivere Krebstherapien" wurde im Rahmen des Nachwuchswettbewerbes NanoMatFutur ausgewählt. Durch die Förderung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung hat die Biotechnologin und Chemikerin Dr. Regina Bleul die Chance, mit ihrer Nachwuchsgruppe über einen Zeitraum von 5 Jahren neue Wege zu erforschen, um die Krebstherapie voranzubringen. Ziel ist es, den Wirkstofftransport zu Krebszellen sicherer und gezielter zu gestalten und eine steuerbare Wirkstofffreisetzung im Tumorgewebe zu realisieren.

Heute stirbt in Deutschland ungefähr jeder Vierte an den Folgen einer Krebserkrankung. Aufgrund des demografischen Wandels ist ein weiterer Anstieg dieser Todesfälle ohne neuartige Therapieansätze kaum vermeidbar. Bei den sogenannten Erstlinientherapien steht nach wie vor die klassische Chemotherapie im Vordergrund, und das obwohl die Patienten bei gravierender Grunderkrankung oft zusätzlich an schweren Nebenwirkungen der Therapie leiden. Bedingt durch die vorzeitige Freisetzung und eingeschränkte Spezifität der größtenteils hochgiftigen Wirkstoffe ist dies aktuell unvermeidbar. Deshalb werden händeringend innovative Ansätze und Verfahren gesucht, die es erlauben entsprechende Therapeutika sicher an den gewünschten Ort zu bringen und dort gezielt freizusetzen.

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Neue Studie prognostiziert erste Massenprodukte auf Graphen-Basis ab 2025

Nach einer umfassenden dreijährigen Auswertung haben Wissenschaftler des Fraunhofer ISI im Rahmen der EU-Forschungsinitiative Graphene Flagship den Industrialisierungsstatus und die Aussichten für eine Kommerzialisierung von Graphen-basierten Anwendungen bewertet und in einer Roadmap festgehalten. Die Ergebnisse sind in zwei neuen Publikationen zusammengefasst.

Wie steht es um die angekündigten Anwendungen aus Graphen und verwandten Materialien? Dank Initiativen wie dem Graphene Flagship der Europäischen Union und hohen Investitionen aus der Industrie ist die Zeit nun allmählich reif, um Graphen-basierte Prototypen und Nischenanwendungen herzustellen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI haben im Rahmen des Graphene Flagship zwei neue Publikationen veröffentlicht, die eine Roadmap für die erwartete zukünftige Markteinführung von Graphen-Anwendungen vorstellen.

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Brustkrebs-Diagnose in Echtzeit

Die Entwicklung von effizienten und schonenden Methoden zur Diagnose von Brustkrebs auf Basis von Blut steht im Fokus der neuen Arbeitsgruppe "Nanozelluläre Wechselwirkungen" am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP. Geleitet wird die Gruppe am Standort CAN in Hamburg seit dem 1. Juli 2020 von Dr. Neus Feliu Torres. Sie ist eine von fünf "High Potentials", die Fraunhofer 2019 mit seinem "Attract"-Programm gewinnen konnte. Mittels der "Liquid Biopsy"-Verfahren, die sie im Projekt LIBIMEDOTS entwickeln möchte, sollen bei Brustkrebspatientinnen u. a. Krankheitsstatus und Krankheitsverlauf in Echtzeit verfolgt werden können.

Brustkrebs ist der am häufigsten diagnostizierte Tumor bei Frauen. Konventionell erfolgt die Diagnose über eine Biopsie, um zu klären, ob es sich etwa bei einem verdächtigen Knoten um eine harmlose oder krankhafte Gewebeveränderung handelt. Dabei entnimmt die Ärztin oder der Arzt kleine Gewebeteile, die im Labor untersucht werden. Das Ergebnis liegt nach etwa vier bis fünf Tagen vor. Gewebebiopsien sind also zeitaufwendig und liefern keine Echtzeit-Aussagen zu Krankheitsstatus und Krankheitsverlauf. Zudem sind sie invasiv, kostspielig, schmerzhaft und können auch riskant sein.

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Damaszener Stahl aus dem 3D-Drucker

Autorin: Yasmin Ahmed Salem, M.A., Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH, Düsseldorf; in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen

Durch geschickte Temperaturvariation lässt sich ein Verbundwerkstoff mit unterschiedlich harten Metallschichten erzeugen

Das Material genießt einen legendären Ruf. Damaszener Stahl ist gleichzeitig hart und zäh, weil er aus Schichten unterschiedlicher Eisenlegierungen besteht. Das machte ihn im Altertum zum Material der Wahl vor allem für Schwertklingen. Jetzt hat ein Team des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung in Düsseldorf und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik in Aachen ein Verfahren entwickelt, mit dem man Stahl im 3D-Drucker schichtweise fertigen und dabei die Härte jeder einzelnen Lage gezielt einstellen kann. Solche Verbundwerkstoffe könnten für den 3D-Druck von Bauteilen in der Luft- und Raumfahrt oder von Werkzeugen interessant sein.

Durch den Laserstrahl lässt sich die Kristallstruktur verändern

Zwar gibt es heute Eisenlegierungen, die zugleich hart und zäh sind, sie lassen sich aber oft nicht gut mit 3D-Druckern, dem Mittel der Wahl für viele komplexe oder individuell gestaltete Bauteile, verarbeiten. Deshalb haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung und des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik eine Technik entwickelt, mit der sich direkt beim 3D-Druck aus einem einzigen Ausgangsmaterial ein Stahl erzeugen lässt, der abwechselnd aus harten und duktilen, das heißt weichen Schichten aufgebaut ist, – eine Art Damaszener Stahl also.

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Am 1. April 2020 startete die von der EU geförderte Initiative "FlexFunction2Sustain".

Das im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union geförderte Projekt wird die kunststoff- und papierverarbeitende Industrie bei der Bewältigung ökologischer Herausforderungen auf dem Weg ins digitale Zeitalter unterstützen. 19 europäische Partner, darunter auch die Fraunhofer-Institute FEP, IAP und IVV, bündeln ihre Kompetenzen, ihr praktisches und wirtschaftliches Know-how und ihre technische Infrastruktur, um ein nachhaltiges offenes Netzwerk für Innovationen zu schaffen. Dieses Open Innovation Test Bed für nanofunktionalisierte Kunststoff- und Papieroberflächen und -membranen unterstützt innovative KMUs und Unternehmen dabei, den Zeitaufwand und die Entwicklungskosten von der Idee bis zur Markteinführung neuer Produkte maßgeblich zu reduzieren.

Nanofunktionalisierung für intelligente und nachhaltige Kunststoffoberflächen

Materialien auf Kunststoff- und Papierbasis werden in vielen Produkten des täglichen Lebens eingesetzt. Sie finden Anwendung in Multimilliarden-Euro-Märkten zum Beispiel als Lebensmittel- und Pharmaverpackungen, Möbeloberflächen, membranbasierte Filtersysteme, oder medizinische Produkte. Neue Möglichkeiten ergeben sich aus dem Ersatz von Glas und Metall durch nanofunktionalisierte Kunststoff- oder Papieroberflächen. Diese erlauben die Reduzierung von Gewicht und Kosten und die Etablierung neuer Produktdesigns wie das biegbare Display. Zu den geforderten Funktionalitäten gehören z.B. der Schutz vor korrosiven Gasen wie Wasserdampf und Sauerstoff, elektrisch leitfähige Folien, antimikrobielle und antivirale Oberflächen oder eine Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Moderne Lösungen beruhen oft auf Verbund- oder Mehrschichtmaterialien. Diese Verbundstoffe sind aber weder vollständig rezyklierbar noch kompostierbar/ abbaubar. Zudem werden viele Kunststoffprodukte aus Mineralöl anstatt aus erneuerbaren Rohstoffen synthetisiert.

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