Wie man für Autoabgase und Gehirndruck vermisst

26. Februar 2017, 10:30
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Villacher Forschungszentrum entwickelt Prozesse und Produkte für Nanotechnologie

Villach – Je kleiner, desto besser – dieses Motto gilt für viele neue Produkte und Dienstleistungen in den unterschiedlichsten Branchen: Häuserfassaden mit integrierten Photovoltaik-Modulen, Autoscheinwerfer, die Straßenschilder erkennen, leistungsfähigere und zugleich kleinere Chips für Handys, neue Sensoren für die Messung von Abgasen. Dazu braucht es verlässliche Komponenten und entsprechend adaptierte Prozesse.

Erkenntnisse aus den Mikro- und Nanotechnologien sind die Grundlage für solche Entwicklungen. Um eine intelligente Integration solcher Komponenten kümmert sich das Kärntner Forschungszentrum Carinthian Tech Research (CTR) mit seinem Austrian Smart Systems Integration Research Center, kurz ASSIC genannt. Es handelt sich um ein K1-Kompetenzzentrum im Rahmen des Comet-Programms.

Dabei geht es um mehr als um einzelne Teile, die später in Produkte eingebaut werden, es sollen auch intelligente Prozesse entwickelt werden. "Wir decken mit ASSIC die gesamte Wertschöpfungskette ab", sagt CTR-Vorstand Werner Scherf. "Dabei helfen wir nicht nur Chipherstellern, sondern wollen innovative Komponenten auch KMUs und Unternehmen anderer Branchen zur Verfügung stellen." Möglichkeiten für eine praktische Umsetzung gebe es genug, meint Scherf: "Die Anwendungen in der Praxis reichen von Recycling-Apparaten im Supermarkt bis zu Sensoren für selbstfahrende Autos."

Zähler für Nanopartikel

Beispielsweise wurde vom ASSIC gemeinsam mit dem Unternehmen AVL List ein Kondensationspartikelzähler zur Erfassung von Nanopartikeln in Autoabgasen entwickelt. Die Partikelmessung mit optischen Sensoren soll damit genauer, präziser und vor allem rascher möglich sein. Typisch für das Systemdenken: Die Entwicklung betraf nicht nur eine Verbesserung des Streulichtdetektors, sondern befasste sich mit dem Gesamtsystem und den internen Funktionsweisen sowie Wechselwirkungen, unter anderem mit der Verdampfung von Arbeitsflüssigkeiten in mikroporösen Dochtelementen. Den fertigen Nanopartikelsensor gibt es bereits am Markt, er weist unter anderem eine hohe Trennschärfe in Bezug auf den Durchmesser der Nanopartikel auf. Weitere Entwicklungen sind geplant.

In Zusammenarbeit mit einem internationalen Industrieunternehmen arbeiten Forscher von CTR an der Entwicklung eines implantierbaren Drucksensors, mit dem der Druck des menschlichen Gehirns überwacht werden kann. Der Hintergrund: Die klinische Beobachtung des Hirndrucks ist für die Behandlung von Kopfverletzungen und Hirnerkrankungen von großer Bedeutung.

Implantierte Sensoren können im Gegensatz zu drahtgebundenen oder katheterähnlichen Systemen drahtlos ausgelesen werden. Der neue Drucksensor basiert auf dem Prinzip der akustischen Oberflächenwellen; das Sensorelement besteht aus einer Membran aus Lithiumniobat mit einem akustischen Wandler.

Das Fördervolumen für ASSIC beträgt 18,4 Millionen Euro, es war von Anfang an fast zur Gänze ausgebucht. Das Konsortium von ASSIC setzt sich aus Unternehmen wie Infineon, AVL List und AT&S zusammen, aber auch aus mittelständischen Unternehmen wie dem Villacher Messtechnikunternehmen T.I.P.S.; unter den wissenschaftlichen Partnern sind unter anderem die Technischen Universitäten Wien, Graz und Dresden, die Universität Linz sowie die Universität Freiburg.

Das Kompetenzzentren-Programm Comet, das vor zehn Jahren gestartet wurde, wird von der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) koordiniert. Es geht dabei um die Kombination aus wissenschaftlicher und wirtschaftlicher Relevanz, eine konkrete Umsetzung in der Wirtschaft – also die Überleitung in die Serienproduktion – soll jeweils außerhalb der Projekte vollzogen werden. (Robert Prazak, 26.2.2017)

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