Dimension der Zukunft Nanotechnologie in ■■ Nano – Eintauchen in neue Dimensionen Schon heute sind Nanotechnologien aus unserem Alltag nicht mehr wegzu- denken. In vielen Bereichen unseres Lebens begegnen uns Produkte, Mate- rialien oder Erfindungen, die das Potenzial der winzigen Zwerge nutzen. Nanobeschichtungen für Brillen, leistungsfähige Computerchips oder Auto- reifen – die Liste der Anwendungsmöglichkeiten könnte noch unendlich fortgesetzt werden.

Dabei ist das Potenzial der unvorstellbar kleinen Teilchen und Strukturen noch längst nicht ausgeschöpft. Weltweit gelten Nanotechnologien als Zu- kunftstechnologien. Ihre herausragende Bedeutung liegt vor allem darin, Innovationen und Fortschritt über alle Wirtschaftsbranchen hinweg zu er- möglichen. Vom Anlagenbau bis hin zu Leichtbau werden viele Wirtschafts- branchen profitieren. Obwohl die Teilchen so unbeschreiblich klein sind, werden von Ihnen wahre Wunderdinge erwartet. Werkstoff- und Nanotech- nologie-Know-how sind aber ebenso unverzichtbar, um Energietechnologien effizient, leistungsstark und zukunftsfähig zu gestalten.

Die Region Dresden gilt dabei als einer der führenden Nanotechnologie­ standorte Deutschlands. Vor allem in den Bereichen Nanoanalytik, Nanoelek- tronik, funktionale Nanoschichten sowie Werkstoffe weisen Dresdner Unter- nehmen und Forschungseinrichtungen europaweite Spitzenkompetenzen auf. Die Steckdose zum Mitnehmen oder diamantähnliche Schichten zur Rei- bungsminderung sind zwei Beispiele der vielfältigen Aktivitäten der Dresdner Nanoakteure. Dabei sind die Unternehmen national und international eng mit Spitzenuniversitäten und weltweit agierenden Unternehmenspartnern ver- netzt, um die Forschung rund um die winzigen Teilchen voranzubringen und für die Wirtschaft anwendbar zu machen.

Als einer der führenden Branchentreffs in Europa hat sich inzwischen der internationale Kongress Nanofair, der regelmäßig in Dresden stattfindet, etabliert. Hier treffen sich Unternehmer und Wissenschaftler, um über neu- este Trends und erfolgreiche Anwendungen zu diskutieren. Seien auch Sie dabei!

Wir laden Sie herzlich ein in den Nano-Hot-Spot Dresden!

Prof. Dr. Andreas Leson­­­ stellv. Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Leiter des Nanotechnologie-Kompetenzzentrums »Ultradünne funktionale Schichten« (Nano-CC-UFS) Dresden – weltweit an der Spitze

Hoch statt flach: Nanodrähte für eine neue Chip-Architektur am HZDR; Schema eines Silizium-Wafers mit neuartigen Säulen-Transistoren aus Silizium-Nanodrähten.

■■ Etablierter Nano-Standort schungseinrichtungen im DRESDEN-concept Die meisterhafte Beherrschung kleinster sowie weiteren Netzwerken und Initiativen Strukturen hat Dresdens Wirtschaft den Weg werden Kräfte gebündelt, um Spitzenleistungen zur Weltspitze geebnet. Nanoelektronik made zu erzielen. im »Silicon « – der vakuumtechnische Anlagenbau für Beschichtungen oder Zukunfts- ■■ Treffpunkt für Spitzenforscher werkstoffe für Energie und Leichtbau sind als In Dresden wird akademische Spitzenforschung Dresdner Markenzeichen international bekannt. betrieben. Das spiegelt sich auch in der Zahl Etwa 100 Unternehmen und 45 Forschungs- der ansässigen Fraunhofer-Institute wider. Mit und Entwicklungseinrichtungen sind hier in der elf Einrichtungen ist Dresden sozusagen die Nanotechnologie aktiv. Die international bedeu- deutsche Fraunhofer-Hauptstadt. Wissenschaft­ tende Dresdner Nanoelektroniksparte mit Un- ler aus der ganzen Welt kommen, um die Groß­ ternehmen wie , GLOBAL- geräte hier zu nutzen, die für internationale FOUNDRIES oder der ZMDi AG repräsentiert Forschungskooperationen weltweit einzigartige derzeit den größten Wirtschaftsfaktor Dres- Experimentiermöglichkeiten bieten. dens. Weitere wichtige Anwendungsfelder gibt es in der Biotechnologie, Chemie und Medizin- technik sowie in der Werkstoffentwicklung. Im Anlagenbau hat sich ein engmaschig ver- netzter Cluster in der Region etabliert, denn bei der Anwendung und Erforschung ultradünner Nanoschichten ist Dresden international füh- ■■ Geräte für Spitzenforschung (Auswahl) rend. ■■Freier-Elektronen-Laser (FELBE)

■■ Dresdner Zukunftsfelder ■■hochintensive Positronenquelle Aber auch die Aufbruchstimmung der anstehen- ■■Hochfeld-Magnetlabor den Energiewende trifft in Dresden auf frucht- ■■Microscopy Innovation Center barsten Boden. Mit dem Ziel, Energietechnolo- gien effizienter und sicherer zu gestalten, werden am Standort Dresden Kernkompetenzen ■■ Nanoforschung in Dresden aus Mikroelektronik, Werkstof­f­­wissen­schaften ■■Institute der Fraunhofer-Gesellschaft und Anlagenbau optimal verknüpft. Aktuelle Forschungsschwerpunkte und Dresdner Zu- ■■Wissenschaftsgemeinschaft kunftsfelder liegen in der Herstellung von »Gottfried Wilhelm Leibniz« wiederaufladbaren Batterien, Superkondensa- ■■Helmholtz-Gemeinschaft toren mit hoher Kapazität oder in der Erfor- schung von Materialien für Wasserstoffspeicher. ■■Max-Planck-Gesellschaft Dabei arbeiten Wirtschaft und Wissenschaft ■■Technische Universität Dresden Hand in Hand, um neue Technologien und In- ■■Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden novationen schnell auf den Markt zu bringen. Mit der weltweit einmaligen Allianz von For- ■■Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Analytik – dem Allerkleinsten auf der Spur

Dresdner Akteure bündeln ihre Analytik-Kompetenzen für Industriekunden in verschiedenen Kompetenzzentren.

■■ Forschung ■■ Atome sichtbar gemacht – Nanoanalytik-

■■Technische Universität Dresden: Forschung für innovative Produkte Wissenschaftler und Ingenieure erforschen im ■■Dresden Center for Nanoanalysis (DCN) Dresdner Fraunhofer-ClusterNanoanalytik DFC- ■■Fraunhofer-Institute für: NA und am Dresden Center for Nanoanalysis DCN der TU Dresden an modernsten Elektro- ■■Keramische Technologien und Systeme (IKTS) nen-, Ionen- und Röntgenmikroskopen neuar- ■■Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) tige Nanostrukturen, vor allem für die zukünftige ■■Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) Nanoelektronik. Mit diesen Mikroskopen kann man nicht nur Atome betrachten sondern auch ■■Fertigungstechnik und Angewandte kinetische Vorgänge beobachten – eine spezi- Materialforschung (IFAM) elle Zielstellung der Dresdner Forscher. Dabei ■■Photonische Mikrosysteme (IPMS) gewinnt man beispielsweise Erkenntnisse zur Alterung von Materialien – wichtig für die Zu- ■■Integrierte Schaltungen (IIS), verlässigkeit neuer Produkte wie Smartphones Institutsteil Entwurfsautomatisierung (EAS) und Automobilelektronik. Das DCN fungiert als ■■Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM), eine technologische Plattform, die im Rahmen All Silicon System Integration Dresden (ASSID) der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder errichtet wurde, in der Wissenschaftler ■■Fraunhofer-Center Nanoelektronische einerseits auf internationalem Spitzenniveau Technologien (CNT) forschen und andererseits Serviceleistungen für inner- und außeruniversitäre Partner anbieten. ■■Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. Das DFCNA entwickelt Lösungen für die Indus- (HZDR) trie. Durch eine enge Kooperation werden Na- ■■Leibniz-Institute für: noanalytik-Lösungen für die gesamte Wert- schöpfungskette, von der Grundlagenforschung ■■Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) bis zum innovativen Produkt erarbeitet. ■■Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e. V. (IFW) ■■ Weitere Projekte

■■Dresdner Fraunhofer-Cluster Nanoanalytik

■■Nanoeva

■■Microscopy Innovation Center  Mitarbeiter des DCN der TUD am FEI Helios Nanolab 660, einem Zweistrahlinstrument mit Rasterelektronenmikroskop und fokussiertem Ionenstrahl.

■■ Nanoschichten auf dem Prüfstand ■■ Röntgenspiegel für Werkstofftests Da Materialien und Produktionsprozesse Schwan- Mit Röntgenstrahlung lassen sich Werkstoffe kungen unterworfen sind, müssen diese mög- optimal analysieren. Sie lässt sich aber nicht lichst direkt inline kontrolliert und gesteuert einfach durch eine Optik bündeln oder spie- werden. Die mit dem sächsischen Innovations- geln; die Strahlen würden einfach durchs Ma- preis ausgezeichnete SURAGUS GmbH und terial hindurchgehen. Der Trick: Wenn man sehr Spin-off des Fraunhofer IKTS-MD, entwickelt viele, nanometerdünne, scharfe Grenzschichten kundenindividuelle Prüftechnik, die berüh- übereinanderstapelt, entstehen kleine Teilrefle- rungslos und zerstörungsfrei inline und offline xionen an jeder Schicht. Werden diese superex- eingesetzt werden kann. Die Technologie nutzt akten Wechselschichten richtig aufaddiert und das Wirbelstromverfahren für die Charakteri- gekrümmt, lässt sich auch der Strahl am sierung von korrelierenden Qualitätseigen- Spiegel krümmen und auf einen Punkt fokus- schaften wie z. B. dem Schichtwiderstand zu charakterisieren. Die Innovation besteht in der hohen Ortsauflösung und der hohen Sensitivität der Hochfrequenzwirbelstromtechnologie. An- wendungen finden sich in der Prozesskontrolle von funktionalen Dünnschichten als Elektroden in OLED Beleuchtung, Touch Screens, in Batte- rien oder Brennstoffzellen, in der PV und Mi- kroelektronik, in Heizstrukturen und vielen anderen Anwendungen wie der Architektur­ glasindustrie oder als mechanische Schutz- schichten (Blitzschutzschicht). Die innovative Prüftechnik wird auch verstärkt von der Leicht- bauindustrie nachgefragt, wo immer öfter Fa- AXO DRESDEN GmbH + Partner: Entwicklung spezieller ser- und Verbundwerkstoffe zum Einsatz kom- Optiken zur effizienten und örtlich sehr präzisen Struktur- und Schichtdickenbestimmung mittels Röntgenstrahlen. men.

■■ Unternehmen sieren. So kann man Strukturen mit Hilfe der in Röntgengeräten eingebauten Spiegel viel ge- ■■SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH nauer betrachten. Statt einer Woche Zeitbedarf ■■AXO DRESDEN GmbH für das Messen benötigt man bei komplizierten Proben nur noch einen halben Tag. Die AXO ■■SURAGUS GmbH DRESDEN GmbH stellt solche Röntgenspiegel ■■ASMEC GmbH her. Darüber hinaus entwickelt das Unterneh- ■■Dreebit GmbH men Beschichtungstechnologien, mit Hilfe derer sich ultrakleine Materialmengen bis un- ■■hiperscan GmbH terhalb einer einzelnen Atomlage bestimmen ■■SAXRAY GmbH lassen. Energie – Brennstoffzellen und Hochleistungsbatterien

Der Standort Dresden verknüpft mit seinen Technologie- Kernkompetenzen optimal die Herausforderungen für Elektromobilitäts­konzepte der ­Zukunft.

■■ Forschung ■■ Energiespeicher der Zukunft Die Forschung an Batterien, Brennstoffzellen ■■Technische Universität Dresden und Power-to-Gas-Verfahren ist in Dresden ■■Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden führend. Jetzt soll die Wertschöpfungskette ■■Fraunhofer-Institute für: erweitert, ansässige Unternehmen unterstützt und neue in die Region geholt werden. Die ■■Keramische Technologien und Systeme (IKTS) Dresdner Forscher decken bereits die gesamte ■■Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Technologiekette für die Speichertechnologien ■■Fraunhofer-Institut für Angewandte ab. Ziel ist nun der Transfer des Know-hows in Materialforschung (IFAM) die Massenproduktion – in Dresden und nicht in Asien. ■■Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

■■Leibniz-Institute für: ■■ Zentrum für Batterieforschung Dresden

■■Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) expandiert 8,3 Mio. Euro Fördermittel des Bundes fließen ■■Festkörper- und Werkstoffforschung bis 2016 nach Dresden, um die materialwis- Dresden e. V. (IFW) senschaftliche und prozesstechnische For- schung und Entwicklung für mobile elektrische ■■ Forschungsschwerpunkte Energiespeicher voranzutreiben. Im Verbund- projekt BamoSa (WING-Zentrum: Batterie – ■■Lithium-Ionen-Batterien mobil in Sachsen) von vier Fraunhofer- und ■■Lithium-Schwefel-Batterien zwei Leibniz-Instituten, der TU Dresden, dem ■■stationäre Energiespeicher NaMLab, der AIRBUS GROUP, SGS Fresenius sowie dem KMS Technology Center stehen die ■■elektrische und thermische Zell- Entwicklung von Materialien und Fertigungs- charakterisierung konzepten für kobaltfreie Lithium-Ionen-Zellen ■■Fehler- und Alterungsanalyse sowie die Entwicklung von neuen Materialien und Zellkonzepten für Lithium-Schwefel-ba- ■■Fertigungskonzepte, Qualitätssicherheit und sierte Zellen im Mittelpunkt. Zuverlässigkeit im Prozess

■■ Unternehmen

■■Li-Tec GmbH

■■Evonik Litarion GmbH

■■Deutsche Accumotive GmbH

■■ads-tec Dresden GmbH

■■SolarWorld AG

Fraunhofer IKTS Dresden: Das Institut verfügt über eine erst- klassige Ausstattung zur Batterieentwicklung und für Tests. Batteriesysteme – Dresdner Akteure entlang der technologischen Kette

Pulver- Beschichtungs- Systemaufbau Test processing ­prozesse Zellpackaging

„„Fraunhofer IKTS „„Fraunhofer IKTS „„Fraunhofer IWS „„Fraunhofer IWS „„Fraunhofer IKTS „„Fraunhofer IFAM „„Fraunhofer IWS „„Fraunhofer IKTS „„Fraunhofer IKTS „„Fraunhofer IVI „„Leibniz IPF „„Fraunhofer FEP „„Fraunhofer IFAM „„Fraunhofer IVI „„Leibniz IFW „„Leibniz IFW „„TU Dresden „„TU Dresden „„TU Dresden „„TU Dresden „„SGS Fresenius „„SGS Fresenius „„Leibniz IFW „„IAV GmbH „„SGS Fresenius „„TKSE „„TKSE „„TKSE

Dresdner Akteure bilden die gesamte Technologiekette zur Batterieforschung ab. Einzigartig dabei ist das Zusammenspiel der Akteure der Technischen Universität Dresden sowie der Leibniz- und Fraunhofer-Institute.

Weitere 4 Mio. Euro erhält das Zentrum im elektronische Batteriemanagementsysteme Verbundprojekt BaSta (Batterie – Stationär in und Batteriezellentests unter Extrembedingun- Sachsen) für die Entwicklung einer stationären gen im Fokus. Natrium-Schwefel-Batterie, die auch bei Raum- temperatur funktioniert. Weitere Vorteile sind ■■ Strom aus dem Tank das große spezifische Speichervermögen, hohe Leistung von Wind- oder Solaranlagen und Be- Sicherheit und Lebensdauer sowie die preis- darf der Stromkunden weichen voneinander ab. werten Rohstoffe. Um die Dresdner Forschungs- Um diese Lücke zu schließen, benötigt man kompetenzen für Energiespeicher interdiszip- große, leistungsfähige und preiswerte Energie- linär zu bündeln, wurde an der TUD das Netz- speicher. Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Ros- werk Combined Storage Systems Integration sendorf (HZDR) arbeiten Forscher an neuartigen CSSI gegründet. Es ermöglicht für Kunden die Flüssigmetall-Batterien. Ein Alkalimetall und eine Systemintegration verschiedenster innovativer Legierung funktionieren hier als Anode und Ka- Verfahren, Komponenten und Technologien thode. So wird elektrische Energie direkt in unter Einbeziehung von Material-, Engineering- chemische umgewandelt – und umgekehrt –, und Softwareexperten. ohne den Umweg über mechanische Energie und den damit verbundenen Verlusten. Erforscht ■■ Demonstrationszentren für Produktions- werden Maßnahmen, um eine unerwünschte technik Vermischung der beiden Flüssigmetallschichten, Gleich zwei Dresdner Fraunhofer-Institute brin- die zum Versagen der Batterie führt, zu unterdrü- gen ihr Know-how in produktionstechnische De­­­ cken. Wichtig für die Praxis: Je größer der Tank, monstrationszentren zur Batteriefertigung ein. desto mehr Energie kann gespeichert werden. In mehreren Verbundforschungsprojekten ver- Die Zelle eignet sich besonders zum Puffern und folgen Forscher des Dresdner Fraunhofer-Ins- Speichern von Energiespitzen, die in Senken tituts für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, der wiederum schnell zur Verfügung stehen. Im An- Technischen Universitäten Dresden und Mün- schluss an die Grundlagenuntersuchungen wird chen gemeinsam mit sächsischen Firmen das am HZDR ein Demonstrator aufgebaut. strategische Ziel, innovative und praxistaug­ liche Produktionstechnologien für Lithium-Io- nen-Batterien in Deutschland zu entwickeln, etablieren und auszubauen. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Tech­ nologien und Systeme IKTS betreibt mit dem Unternehmen ThyssenKrupp Systemenginee- ring (TKSE) ebenfalls ein Technologiezentrum. Die entwickelten Lösungsansätze für die effizi- ente und kostengünstige Fertigung von Lithium- Ionen-Batteriezellen werden dort validiert und getestet. Als führendes europäisches Keramik- Forschungsinstitut arbeitet das Fraunhofer IKTS an neuen, kostengünstigen Kathodenmateriali- en, hochleistungsfähigen Verfahren zur Pulver- aufbereitung und Schlickerpräparation sowie keramischen Füll- und Funktionsmaterialien für Das Fraunhofer IKTS entwickelt Batterien über die den Separator der Batterie. Ebenso stehen ­gesamte Wertschöpfungskette – von der ­Pulverprozessierung bis zur Zellenkonfektionierung. SOFC-Brennstoffzelle

■■ Forschung ■■ Hocheffiziente Energiewandler Brennstoffzellen wandeln die über Stoffströme ■■Fraunhofer-Institut für Keramische Techno- stetig zugeführte chemische Energie kontinu- logie und Systeme (IKTS): ierlich in Strom um. Sie können mit Wasser- ■■Entwicklung von Brennstoffzellen, stoff, Erdgas oder Biogas umweltfreundlich Brennstoffzellenkomponenten und oder mit herkömmlichen flüssigen Energieträ- gern betrieben werden. -systemen entlang der gesamten Wert- Als hocheffiziente Energiewandler sind Brenn- schöpfungskette für Hochtemperatur- stoffzellensysteme grundlastfähig und können Brennstoffzellen in den Leistungsbereichen entscheidende Beiträge zur dezentralen Ener- gieversorgung leisten. von 1 W bis über 100 kW. Die von der Firma Vaillant in enger Kooperation ■■Leibniz-Institut für Polymerforschung mit dem Fraunhofer-Institut für Keramische Dresden e. V. (IPF): Technologie und Systeme (IKTS) entwickelten wandhängenden Brennstoffzellenheizgeräte ■■Entwicklung temperaturstabiler, funktiona- sind mit Zellstapeln der Dresdner Firma sunfire lisierter Polymere als Membranen für Brenn- ausgerüstet und werden aktuell im Rahmen stoffzellen mit gesicherter Leitfähigkeit über des CALLUX-Programms der Bundesregierung im Feld getestet. Die Technologie steht für einen breiten Temperaturbereich und bei Haus­energiesysteme kurz vor ihrem Markt- Betriebstemperaturen über 100 °C. durchbruch. Die Skalierung auf höhere Leis- tungsbereiche für Gewerbe und Industrie ist ■■Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und bereits angelaufen. Angewandte Materialforschung (IFAM): In Dresden hat sich ein Industriecluster von ■■Entwicklung neuer Hydridmaterialien zur europäischem Rang rund um die Hochtem­ sicheren, kompakten und schnellen Speiche- peratur-Brennstoffzellen-Technologie (SOFC) gebildet. Impulsgeber war und ist das Fraun- rung von Wasserstoff. hofer IKTS. Die Technologen profitierten vom ■■Wärmemanagement sowie Systemintegration Werkstoffwissen der Dresdener Experten. Be- von Hydridspeichertanks mit Brennstoffzellen. sonders gefordert ist Know-how für Keramik sowie Polymer-Komponenten – beides Dresdner Spezialitäten.

Das Fraunhofer IFAM Dresden arbeitet an der Feststoff- speicherung von Wasserstoff. Ziel ist die Entwicklung ­reversibler Speichersysteme für portable, mobile sowie kleinstationäre Anwendungen. Das Fraunhofer IKTS Dresden war und ist wichtiger Impulsgeber für den Dresdner Brennstoffzellencluster.

■■ Steckdose zum Mitnehmen ■■ Unternehmen Das innovative start-up eZelleron entwickelt ■■sunfire GmbH die »Steckdose zum Mitnehmen«. Kleine, leichte, kompakte und robuste Gasbatterien ■■eZelleron GmbH liefern in portablen und mobilen Geräten pau- ■■EBZ GmbH senlos Energie – ohne Ladezeit. Das Herzstück ■■FuelCell Energy Solutions GmbH sind nur 3 mm dünne, 4,5 cm lange Keramik- röhrchen, sogenannte mikrotubulare SOFC. Die ■■Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH Stromproduktion in den Zellen wurde durch den Einsatz keramischer Nanopulver ermöglicht ■■ Überregionale Industrie-Partner und damit gleichzeitig die Energiedichte erhöht. im Cluster Jede dieser kleinen Brennstoffzellen produziert ■■H. C. Starck mit herkömmlichem Camping- oder Feuerzeug- gas dauerhaft 1 Watt mit einem elektrischen ■■Vaillant Group Wirkungsgrad von über 60 Prozent. Allein die ■■Plansee SE Gasmenge eines Gaskochers sichert acht komplette -Ladungen. Mit einer han- ■■ Netzwerk delsüblichen 250er Campinggas-Kartusche ■■Energy Saxony e. V. surft man mit einem Tablet-PC bis zu zehn volle Tage im Web. Danach wechselt man ein- ■■www.energy-saxony.net fach die Kartusche. Wichtige Einsatzgebiete der Gasbatterien sind z. B. industrielle Anwendun- gen, Elektrofahrräder, Abenteuerurlaub oder der Katastrophenschutz.

Die »Steckdose zum Mitnehmen« der eZelleron GmbH Nanowerkstoffe – neue Dimensionen erreichen

Durch eine enge Verzahnung von Grundlagenforschung, Materialentwicklung und Anwendung bietet das ECEMP der Technischen Universität Dresden eine werkstoffübergrei- fende Entwicklung »vom Atom zum komplexen Bauteil«.

■■ Forschung zu Carbon Nanotubes ■ ■■Technische Universität Dresden ■ Kompetenzen Carbon Nanotubes in Dresden ■■Fraunhofer-Institute für:

■■Keramische Technologien und Systeme (IKTS) Produktion ■■ maßgeschneiderte Herstellung von ■■Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) CNT sowie chemisch-physikalische ■■Fertigungstechnik und Angewandte Charakterisierung; Spektrum: Materialforschung (IFAM) ■■ Synthese ein- und mehrwandiger CNT ■■ metall-ummantelte oder mit verschie- ■■Photonische Mikrosysteme (IPMS) denen Elementen dotierte CNT ■■COMEDD (Center for Organic Materials and ■■ mit anorganischen und/oder biolo- Electronic Devices Dresden) gisch wirksamen Substanzen gefüllte Röhren ■■Leibniz-Institute für:

■■Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) Batteriematerialien ■■Festkörper- und Werkstoffforschung ■■ Herstellung vertikal ausgerichteter Dresden e. V. (IFW) CNT auf unterschiedlichen Metallsubs- traten, wie z. B. Kupferfolien ■■Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. ■■ Entwicklung leistungsfähigerer Elek­ (HZDR) troden für Lithium-Ionenbatterien und Superkondensatoren, Doppelschicht- kondensatoren sowie für Produktion ■■ Winzige Röhrchen auf dem Vormarsch von Lithium-Schwefel-Batterien im Carbon Nanotubes (CNT) spielen in der Ent- Rolle-zu-Rolle-Verfahren wicklung neuer Materialien eine immer wich- tigere Rolle. Speziell für Anwendungen in der Organische Elektronik / Photovoltaik Energietechnik sind skalierbare Herstellungs- ■■ transparente leitfähige Schichten für verfahren und die Immobilisierung auf leitfähi- die Photovoltaik und Displaytechnik gen Metallsubstraten von hoher wirtschaftlicher ■■ flexible Elektroden sowie CNT-basierte Bedeutung. Dresdner Forscher haben dazu Polymeraktoren langjährige Erfahrungen gesammelt. Das Fraunhofer IWS ist in der Lage bis zu 1 kg einwandige CNTs herzustellen – auch international ein beachtliches ­Ergebnis. Die CNT können z. B. transparente Beschichtungen leitfähig machen.

■■ »Nanorasen« für Brennstoffzellen Die Wissenschaftler im ECEMP-Teilprojekt »Enertrode – Nanostrukturierte Elektrodenober- flächen für die Energietechnik« entwickeln u. a. Biomedizin Kohlenstoffelektroden für Brennstoffzellen. Neu sind Elektroden, auf die Kohlenstoffnanoröhr- Leichtbau chen (CNT) vertikal orientiert als »Rasen« ■■ Entwicklung neuer CNT-basierter Kon­ aufwachsen. Als Ergebnisse erreicht man einen struktions- und Funktionsmaterialien sehr geringen elektrischen Widerstand, eine ■■ Implementierung der außergewöhnlichen hohe Leitfähigkeit der Elektroden sowie eine thermischen, elektrischen und mechani- sehr große, leicht zugängliche Oberfläche. schen Eigenschaften von CNT in Ver- Zusätzlich werden die als Katalysator dienen- bundwerkstoffe mit polymerer, metalli- den Edelmetallpartikel an den Spitzen der CNTs scher und keramischer Matrix mittels abgeschieden. So kann die Reaktion der Pro- angepasstem Materialdesign und werk- tonen mit den Sauerstoffionen auf kürzestem stoffgerechten Fertigungsverfahren Weg direkt nach dem Durchtritt durch die protonenleitende Membran ablaufen. Beteiligung an zahlreichen Verbund- forschungsprojekten (EU, BMBF), u. a. ■■ Carbon Path – Center for Advancing Electronics Dresden cfAED ■■ CARTOON – nanophotonische Geräte ■■ NanoCaTe – hochleistungsfähige thermo­ elektrische Geräte bzw. Ladegeräte ■■ InnoMedTec – ultraeffizienten Sensoren für Biomoleküle ■■ ECEMP

Schematische Darstellung eines einwandigen Carbon Nanotubes Anlagenbau – starke Geräte für dünne Schichten

Das Fraunhofer FEP entwickelt und nutzt effektive ­Vakuumbeschichtungsverfahren sowie Elektronenstrahl- technologie zur Bearbeitung von Materialien.

■■ Unternehmen (Auswahl) ■■ Nano-Schichten für starke Anwendungen Dresden verfügt über eine lange Industrie- und ■■Creaphys GmbH Forschungstradition zu plasmagestützten Be- ■■CREAVAC GmbH schichtungsprozessen und zur Oberflächenmo- ■■DTF Technology GmbH difikation. Mit rund 2000 Beschäftigten und einem engmaschigen Zulieferernetzwerk hat ■■FHR Anlagenbau GmbH sich hier mittlerweile der größte Cluster in ■■VON ARDENNE GmbH Europa entwickelt. Der Bau der vakuumtechni- ■■VTD Vakuumtechnik GmbH schen Anlagen für Mikroelektronik, Photovol­ taik oder Glasbeschichtung nimmt dabei eine ■■ Forschung Schlüsselstellung ein. International herausra- gende Spezialitäten sind ressourcen- und ■■Fraunhofer-Institute für: energieeffiziente Produktion und Prozesse ■■Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) sowie die Beschichtung flexibler Substrate im ■■Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Seit 1998 arbeitet in Dresden ein Nanotechnologie-Kompetenzzen- trum speziell auf dem Gebiet ultradünner funktionaler Schichten. In den Wissenstransfer bringt sich auch die »Europäische Forschungs- gesellschaft für Dünne Schichten e. V.« (EFDS) ein, die europaweit das Know-how von Unter- nehmen und Forschungseinrichtungen bündelt.

■■ VON ARDENNE Durch seine hohe Innovationskraft aber auch dank seiner engen Vernetzung im regionalen Cluster erstklassiger Forschungspartner und Zulieferer gehört VON ARDENNE seit vielen Jahren zu den führenden und global erfolgrei- chen Anbietern von Ausrüstungen für industri- elle Vakuumprozesse der Plasma- und Elektro- nenstrahltechnik. Die Kernkompetenzen des Unternehmens lie- gen in den industriellen Dünnschichttechnolo- gien für Architekturglas, Solarthermie, Photo- voltaik, Touch Screens, OLEDs oder flexible Technische Universität Dresden, Forschungseinrichtungen Substrate. Das Unternehmen beschäftigt rund sowie Unternehmen sind aktive Kooperationspartner und 650 Mitarbeiter und beliefert Kunden in mehr eng vernetzt. als 50 Ländern. In Anlagentechnik steckt viel Innovationskraft, so verfügt zum Beispiel VON ARDENNE über mehr als 700 erteilte und im Prüfungsverfahren befindliche Patente im In- und Ausland

■■ Hart wie Diamant ■■ Nanogold als Hitzeschutz Glatte Oberflächen, hart wie ein Diamant – das Creavac, ein traditionsreiches, mittelständi- wünschen sich viele Werkzeughersteller. Um sches Dresdner Unternehmen ist weltweit ge- das Verfahren wirtschaftlich zu gestalten, fragter Spezialist für dekorative und funktiona- müssen sie hinreichend glatt, mit genügender le Beschichtungstechniken, Lohnbeschichtun- Rate und vor allem bei nicht zu hohen Tempe- gen sowie Anlagenbau. Häufig bewegen sich raturen abgeschieden werden können. Die VTD die Schichtdicken im Nanometerbereich. Auf Vakuumtechnik GmbH hat eine Anlage zur Ab- dem Gebiet Infrarot-Reflexionsschichten ist das scheidung solcher Schichten entwickelt. Sie ist Unternehmen Weltmarktführer. Dabei werden Ergebnis einer gelungenen Forschungs-Koope- auf Goldbasis optisch teildurchlässige dünne ration mit dem Fraunhofer-Institut für Werk- Metallschichten erzeugt, die Infrarotstrahlung stoff- und Strahltechnik (IWS). Das Institut bis zu 98 Prozent reflektieren und trotzdem im brachte als Basis ein Verfahren für extrem sichtbaren Licht eine hinreichende Durchläs- harte, amorphe, wasserstofffreie Kohlenstoff- sigkeit bieten. Diese Eigenschaften werden Schichten (DIAMOR®) in das Projekt ein. Die z. B. für Hitzeschutzvisiere aus Polycarbonat, Anlage arbeitet mit dem Laser-Arc-Verfahren, Glas oder anderen Stoffen genutzt. bei dem gepulste Vakuumbogenentladungen Eine weitere Spezialität stellen Spezialbe- durch einen Laserstrahl gesteuert werden. schichtungen für Gehäuse dar, mit denen diese Dabei erfolgt die Abscheidung bei Temperatu- elektromagnetisch abgeschirmt werden. Zum ren unter 150 Grad Celsius, weshalb sogar Einsatz kommen die Teile bei Unternehmen wie Kunststoffe behandelt werden können. Die Siemens, BMW, Audi oder Porsche, um elektro- Kohlenstoffplasmaquellen wurden in Form von nische Teile z. B. in Automobilen zu schützen. Modulen (LAM) zur technischen Reife entwi- ckelt und können so in kommerziell verfügbare Beschichtungsanlagen integriert werden.

Nanobeschichtungen leisten einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienz von Bauteilen und Anlagen und damit zum Klimaschutz. Netzwerke und Ausbildung – gemeinsam an die Spitze

Die Technishe Universität Dresden erhält bei aktuellen Hochschulvergleichen beste Bewertungen

■■Netzwerke und Kompetenzzentren schaftsorganisationen Helmholtz, Fraunhofer, Max-Planck und Leibniz. Schwerpunkte sind ■■Nanotechnologie-Kompetenzzentrum die Entwicklung maßgeschneiderter Mehr­ »Ultradünne funktionale Schichten« komponentenwerkstoffe und ressourcenscho- ■■Fraunhofer-Innovationscluster »nano for nender Prozesse. In 14 Teilprojekten werden production« innovative Werkstoffe und Technologien für die drei Zukunftsfelder Energietechnik, Umwelt- ■■European Centre for Emerging Materials and technik und Leichtbau entwickelt. Durch eine Processes Dresden (ECEMP) enge Verzahnung von Grundlagenforschung, Materialentwicklung und Anwendung, bietet ■■Materialforschungsverbund Dresden e. V. das ECEMP dabei eine werkstoffübergreifende ■■EFDS – Europäische Forschungsgesellschaft Entwicklung »vom Atom zum komplexen Bau- Dünne Schichten e. V. teil«. Das ECEMP wird gefördert aus Mitteln der Europäischen Union (EFRE) und des Freistaates ■■ e. V. Sachsen. ■■biosaxony e. V. www.ecemp.tu-dresden.de ■■TechnologieZentrumDresden

■■NanoelektronikZentrumDresden ■■ Ausbildung nach Maß ■■BioInnovationsZentrumDresden Technische Universität Dresden ■■ nanotechnologische Schwerpunkte ■ ■ Dresdner Fraunhofer-Cluster im Rahmen des Hauptstudiums: ­Nanoanalytik ■■ Elektrotechnik/Mikroelektronik/­ Gebündelte Kompetenz von neun Dresdner Informationstechnik Fraunhofer-Instituten, dem Fraunhofer ENAS ■■ Maschinenbau/Produktionstechnik (Chemnitz), drei Fakultäten der Technischen (Schwerpunkte Laser- und Plasma- Universität Dresden sowie dem Helmholtz- technik) Zentrum Berlin. Das Kompetenzzentrum deckt ■■ Verfahrenstechnik mit einem hochmodernen Gerätepark für u. a. ■■ Werkstoffwissenschaft/Materialwis- Elektronen- und Ionenmikroskopie, Rasterson- senschaft/Nanotechnik denmikroskopie, Röntgenanalytik sowie für ■■ Physik, Chemie, Biotechnologie optische und spektroskopische Verfahren das ■■ Masterstudiengänge in englischer gesamte Spektrum der Nanoanalytik ab. Be- Sprache: sondere Expertise ist auf den Gebieten Mikro-, ■■ Nanoelectronic Systems Nano- und Optoelektronik, Energietechnik so- ■■ Molecular Bioengineering wie bei Leichtbau- und Funktionswerkstoffen ■■ Nanobiophysics vorhanden. ■■ Regenerative Biology and Medicine www.nanoanalytik.fraunhofer.de Hochschule für Technik und ­Wirtschaft Dresden ■■ ECEMP – European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden ■■ Studiengänge: Interdisziplinärer, sächsischer Exzellenzcluster ■■ Chemieingenieurwesen von 40 Professuren der TU Dresden, der TU ■■ Elektrotechnik Freiberg, der HTW Dresden und der Wissen- Wirtschaftsförderung – Kompetenzen unterstützen und Ideen fördern

Amt für Wirtschaftsförderung Sabine Lettau-Tischel Kompetenzfeldmanagerin World Trade Center Ammonstraße 74 · 01067 Dresden Telefon: (03 51) 4 88 87 36 Fax: (03 51) 4 88 87 33 [email protected] ■■ Kräfte bündeln Das Amt für Wirtschaftsförderung begleitet und unterstützt die Entwicklung von Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Zu den wesentlichen Aufgaben gehören die Als Ansprechpartnerin für den Fachbereich aktive Begleitung im Genehmigungsprozess, Nanotechnologie beantwortet Kompetenzfeld- die Beratung zu Gewerbestandorten für Neu- managerin Sabine Lettau-Tischel fachspezifi- ansiedlungen oder Erweiterungsvorhaben, die sche Fragen und unterstützt Unternehmen bei Information zu aktuellen Nanotechnologie- der Realisierung ihrer Projekte. Projekten und die aktive Vernetzung. So erhal- ten Firmen, die hier investieren, schnell und ■■ Entwicklungsräume unbürokratisch Gewerbeflächen für eine erfolg- Strategisches Ziel der Landeshauptstadt Dres­ reiche Ansiedlung, aber auch für Erweiterungs- den ist es, die vorhandenen Kompetenzen des oder Verlagerungsabsichten. Darüber hinaus Hochtechnologiestandortes weiter auszubauen. bietet der Wirtschaftsservice Fördermittel-, Dabei unterstützt die Stadt die räumliche und Finanzierungs- und Existenzgründungsberatun- thematische Konzentration von Forschern, gen. Die Dresdener Wirtschaftsförderung arbei- Unternehmen, Existenzgründern und spezifi- tet mit der Wirtschaftsförderung Sachsen sowie schen Dienstleistern durch Technologiezentren, den Branchennetzwerken an der Vorbereitung Gewerbehöfe und die Bereitstellung von Ge- von Messebeteiligungen, Ausstellungen und werbeflächen. Die entstehenden Synergien Veranstaltungen zusammen und informiert sollen beitragen, Kompetenzen noch schneller über aktuelle Projekte. auf- und auszubauen oder die Ergebnisse aus Forschung schneller in die industrielle Anwen- dung zu bringen.

So wächst der Fraunhofer-Standort Dresden wei­ter. Drei Dresdner Institute bauen derzeit in der Nähe des Institutszentrums Winterberg­ straße gemeinsam ein Forschungszentrum für ­»RESsourcenschonende Energie-Technologien« neues Foto kommt noch (Fraun­hofer RESET) auf. Die Stadt hat dazu in Rekordzeit ein Grundstück beräumt sowie das Planungsverfahren im Zusammenspiel der beteiligten Ämter und Institutionen koordiniert und betreut.

Die Landeshauptstadt Dresden stellt im Dresdner Norden ein neues Technologie- und Gründerzentrum für Unter­ nehmen der Mikro- und Nanoelektronik zur Verfügung. www.dresden.de/wirtschaft

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Landeshauptstadt Dresden Amt für Wirtschaftsförderung World Trade Center Ammonstraße 74 · 01067 Dresden Telefon: (03 51) 4 88 87 00 Telefax: (03 51) 4 88 87 03 [email protected]

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Juni 2014

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