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Digitalisierung ist ein Thema, das alle Branchen betrifft und bewegt. Dementsprechend präsentiert sich das Fraunhofer-Institut für Oberflächentechnik IST auf der diesjährigen Hannover Messe vom 23. bis zum 27. April 2018 erstmals auch in einem neuen Umfeld, und zwar im Bereich »Digital Factory« auf dem Gemeinschaftsstand der Fraunhofer-Gesellschaft »Digital Solutions & New Materials« (Halle 6, Stand A30).

Humane Stammzellen gelten als Hoffnungsträger der Medizin – in Zukunft sollen sie die Therapie von vielen Leiden wie etwa neurodegenerativen Erkrankungen ermöglichen. Mit LabBag® haben Fraunhofer-Forscher ein All-in-One-System in Form eines transparenten Beutels entwickelt, in dem sich Stammzellen kostengünstig, schnell und steril kultivieren, differenzieren und einfrieren lassen. Die hergestellten Zellmodelle lassen sich für Toxizitätstests und die Entwicklung von Medikamenten nutzen. Die Forscher präsentieren einen Prototyp des erfolgreich getesteten Beutels vom 13. bis 16. November auf der Messe Medica in Düsseldorf.

Prof. Dr. Günter Bräuer wurde auf der diesjährigen Asian-European International Conference on Plasma Surface Engineering (AEPSE), die vom 11. bis 15. September 2017 in Jeju, Korea stattfand, für seine Verdienste im Bereich der angewandten Plasmaforschung mit dem K-T Rie Award ausgezeichnet.

Das Ur-Kilogramm, auf das alle Waagen kalibriert sind, verliert an Gewicht. Internationale Bemühungen streben an, die Basiseinheit der Masse neu zu definieren und künftig auf Naturkonstanten zu beziehen. Hierfür wird im sogenannten Avogadro-Experiment bestimmt, wie viele Atome in nahezu perfekten Siliziumkugeln enthalten sind. Fraunhofer-Forschern ist die homogene Beschichtung der Kugeloberfläche gelungen – unter anderem lässt sich dadurch die Messunsicherheit auf einen Bereich unter zehn Mikrogramm begrenzen.

Maschinenbau, Werkzeuge und Fahrzeugtechnik sind Beispiele für klassische Anwendungsfelder der Technologien des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig. Als Querschnittstechnologie besitzt die Plasmatechnik aber auch ein großes Innovationspotenzial für den Bereich Life Science, der künftig als strategischer Forschungsschwerpunkt weiter ausgebaut werden soll. Ein wichtiger Schritt auf diesem Weg ist die Einstellung des Mediziners Dr. Henk Garritsen, Chefarzt des Instituts für Klinische Transfusionsmedizin am Städtischen Klinikum Braunschweig.

Mikro- und Nanopartikel sind aufgrund ihrer großen spezifischen Oberfläche die Basis vieler innovativer Anwendungen und Technologien, so auch für das sogenannte Kalt-Plasmaspritzen. Das Besondere an dem am Fraunhofer IST entwickelten neuartigen Verfahren ist, dass damit ein breites Spektrum unterschiedlicher Materialien behandelt und gleichzeitig vielfältige Schichtfunktionen realisiert werden können.

Im Bereich der Medizintechnik sind die Anforderungen an verwendete Materialien hoch. Bei vielen Produkten werden kostengünstige Kunststoffe eingesetzt. Oft müssen sie nicht nur biokompatibel sein, sondern auch noch definierte Oberflächeneigenschaften haben oder für die nachfolgende Ankopplung von Biomolekülen funktionalisiert werden. Atmosphärendruck-Plasmaverfahren, wie sie am Fraunhofer IST eingesetzt und entwickelt werden, bieten vielseitige Möglichkeiten, Oberflächen in ihren physikalischen oder chemischen Eigenschaften so zu verändern, dass sie für biomedizinische Anwendungen verwendet werden können.

Im Zentrum von Sternen findet man Plasmen häufig – auf der Erde kommen die elektrisch geladenen Gasgemische nur selten vor, zum Beispiel in Blitzentladungen oder Polarlichtern. Man kann jedoch mit großer Hitze oder hohen elektrischen Spannungen nachhelfen. Fraunhofer-Forscher haben kalte Plasmen erzeugt und sie für die Oberflächenbehandlung temperaturempfindlicher Materialien genutzt. Dank einer neuartigen Technik waren dabei Vertiefungen oder Hinterschneidungen kein Problem mehr – der Disc-Jet kommt überall hin.

Im Bereich regenerativer Medizin spielen 3D-gedruckte biokompatible Stützstrukturen, sogenannte Scaffolds, eine wichtige Rolle. Sie dienen als Basis beispielsweise für die Herstellung von biologischem Gewebe, das die Wundheilung unterstützen oder das Risiko postoperativer Infektionen minimieren soll. Gemeinsam mit sieben weiteren Projektpartnern arbeitet das Fraunhofer IST derzeit an einer Weiterentwicklung des 3D-Drucks, die eine zeit- und kosteneffizientere Herstellung und gleichzeitige Funktionalisierung der Scaffolds mittels Atmosphärendruck-Plasmaverfahren ermöglicht.

Präzise und zuverlässige Wettervorhersagen können Leben retten und dabei helfen, die weltweiten Auswirkungen von Wetterkatastrophen zu mildern. Daher wird Europas zweite Wettersatelliten-Generation MetOp-SG mit verschiedenen innovativen Hochleistungs-Forschungsinstrumenten ausgestattet. So soll beispielweise künftig ein verbessertes hochsensibles Radiometer zur Vermessung der Mikrowellen-Erdstrahlung eingesetzt werden, um Lufttemperaturen und Wasserdampfkonzentrationen in unterschiedlichen Höhen zu ermitteln. An dieser Entwicklung ist neben der Airbus DS und der Invent GmbH auch das Fraunhofer IST beteiligt.