Visionen made in Dresden

Wie kluge Köpfe aus Dresden die Welt mit ihren Ideen ein bisschen besser machen …

Es gibt viele Vorurteile über Dresden. Die Stadt sei konservativ und selbstverliebt heißt es da. Dabei schlägt in Dresden auch ein innovatives Herz. Veranstaltungen wie „TEDx Dresden“ oder das Konfestival „Lassesunstun“ bringen Visionäre und kluge Geister zusammen – und setzen damit neue Impulse für zukunftsweisende Ideen, die die Welt ein kleines bisschen besser machen.

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Mit Erfindergeist ins Guinessbuch

Das Tal der Superhirne, Teil IV

In Dresden wird seit jeher gefragt, geforscht und entdeckt. Allein die Technische Universität meldete 2011 rund 120 Patente an – und ist damit bundesweiter Spitzenreiter. Doch auch an den anderen Hochschulen und Instituten der Stadt köchelt es in den Erfinderstübchen. www.elbmargarita.de stellt in einer losen Serie DDner Entdeckungen vor:

Eine Erfindung, die es Anfang 2011 sogar ins Guinnessbuch der Rekorde schaffte, kam aus dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (IFW). Vier Forscher schafften es, den kleinsten von Menschenhand gefertigten Düsenantrieb herzustellen. Er misst gerade mal 600 Nanometer im Durchmesser und wiegt ein Picogramm (ein Billionstel Gramm). Doch wofür ist so ein Antrieb eigentlich nützlich? „Unsere Vision ist, diese Düsenantriebe als Transporter in der Blutbahn zu benutzen, um Medikamente gezielt an bestimmte Orte zu bringen“, sagt Professor Oliver Schmidt, einer der vier Erfinder des Minidüsenantriebs. Etwa ein Jahr habe die Entwicklung dieser sogenannten Mikro-Container mit Selbstantrieb gedauert, welche nach dem Vorbild biologischer Mikroorganismen konstruiert wurden. Diese Organismen nutzen die chemische Energie ihrer Umgebung und verwenden sie für ihre eigene Fortbewegung.

Der Minidüsenantrieb basiert im Wesentlichen auf dünnen Titan-, Eisen- und Platinschichten, die sich selbst zu winzigen Mikro- und Nanoröhren zusammenrollen. Die innerste Schicht dieser Mikroröhren besteht aus Platin und dient als Katalysator in der Reaktion von Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff. Dabei bilden sich Sauerstoffblasen, die aus den Mikro- oder Nanoröhren herausgestoßen werden und so zu einer schnellen Bewegung der Röhrchen führen. Durch ein äußeres Magnetfeld kann diese Bewegung ferngesteuert werden. Sogar das Be- und Entladen der durch die Mikro-Röhren transportierten Fracht ist durch ein Magnetfeld präzise steuerbar. In ersten Experimenten konnten die Forscher auf diese Weise bis zu 60 Styroporkügelchen sowie metallische Nanoplättchen durch die Flüssigkeit transportieren. „Die Antriebe können mittlerweile gezielt angehalten und wieder beschleunigt werden. Sie können sich auch schon von selbst – wie kleine Minibohrer – in Zellmaterial hineinbohren und ferngesteuert gelenkt werden“, erklärt Schmidt.

Wann diese Technologie in der Medizin schlussendlich zum Einsatz kommen kann, darüber spekuliert Schmidt derzeit allerdings nur ungern: „Die Vorhersage ist sehr schwierig. Mittlerweile arbeiten Gruppen in den USA und in China an der Technologie. Wenn alles gut geht, dann gibt es eine Anwendung in etwa zehn Jahren.“

Nicole Czerwinka

(erschienen in SAX 02.12, Seite 10/11)

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Die Leuchttapete an der Wand

Das Tal der Superhirne, Teil II

In Dresden wird seit jeher gefragt, geforscht und entdeckt. Allein die Technische Universität meldete 2011 rund 120 Patente an – und ist damit bundesweiter Spitzenreiter. Doch auch an den anderen Hochschulen und Instituten der Stadt köchelt es in den Erfinderstübchen. www.elbmargarita.de stellt in einer losen Serie DDner Entdeckungen vor:

Was sind eigentlich organische Halbleiter? „Das sind organische Kohlenstoffmaterialien, die ähnlich wie die bisherigen Halbleiter aus Siliziumkristallen in der Elektronik eingesetzt werden können, jedoch weit vielfältiger verwendbar und besonders energiesparend sind“, erklärt Professor Karl Leo von der Technischen Universität Dresden (TU). Leo erforscht organische Halbleiter an der TU schon seit den 90er Jahren. Gemeinsam mit Dr. Jan Blochwitz-Nimoth von der Novaled AG und Dr. Martin Pfeiffer von der Heliatek GmbH ist es ihm nun erstmals gelungen, organische Halbleiter für den Einsatz in verschiedensten Produkten entscheidend zu verbessern.

Die Wissenschaftler schufen die Basis für Anwendungen von Displays, Beleuchtung und Photovoltaik, die bis dato undenkbar waren. So können die organischen Halbleiter dank des Dresdner Forscherteams künftig die heute gebräuchlichen kristallinen Materialien wie Silizium mit neuen Nutzungsmöglichkeiten in der Elektronik ergänzen. „Man kann diese Leiter zum Beispiel transparent machen und in Gebäude und Fenster integrieren“, erklärt Professor Leo. Auch die Biegsamkeit der Halbleiter sei ein grundlegender Vorteil. So lassen sich die Materialien vergleichsweise einfach und kostengünstig zu Transistoren, Leuchtdioden oder Solarzellen mit ungewöhnlichen Eigenschaften verarbeiten: als dünne, biegsame und transparente Folien fast beliebiger Größe. Die Dresdner Forscher verbesserten die Effizienz organischer Leuchten und Lichtfänger zudem deutlich, indem sie die Kunststoffe darin mit bestimmten Fremdsubstanzen „spickten“. Sie entwarfen organische Leuchtdioden (OLED), die eine größere Lichtausbeute haben als Leuchtstoffröhren, was zum Beispiel für die Beleuchtung in Büros angewendet werden könnte.

„Wir stellen uns vor, dass die organischen Halbleiter später als großflächige Leuchten in verschiedenen Farben etwa wie eine Tapete an die Wand geklebt werden können“, sagt Leo. Auch durchsichtige dünne Solarzellen könnten künftig auf Autos oder Kleidungsstücken haften und Strom aus Sonnenlicht erzeugen. Für die Fertigung solcher Produkte haben die Forscher in Dresden eine erste Rolle-zu-Rolle-Anlage errichtet, die organische Elektronik-Bauteile auf eine dünne Unterlage druckt – ähnlich wie eine Zeitung auf Papier. Die patentierten Anwendungen werden inzwischen bereits in zwei ausgegründeten Unternehmen realisiert. Das Forschungsprojekt wurde im Dezember mit dem Deutschen Zukunftspreis 2011 ausgezeichnet.

Nicole Czerwinka

(erschienen in SAX 02.12, Seite 10/11)

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Vorhang auf, Licht an

Das Tal der Superhirne, Teil I

In Dresden wird seit jeher gefragt, geforscht und entdeckt. Allein die Technische Universität meldete 2011 rund 120 Patente an – und ist damit bundesweiter Spitzenreiter. Doch auch an den anderen Hochschulen und Instituten der Stadt köchelt es in den Erfinderstübchen. www.elbmargarita.de stellt in einer losen Serie DDner Entdeckungen vor:

Matthias Pinkert studierte von 2004 bis 2009 Produktgestaltung an der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW). Im Rahmen eines Seminar-Projektes – Ziel war es, neue, bedienungsfreundliche Produkte zu entwickeln – im siebten Semester kam ihm 2007 eine patentreife Idee. „Mir war schnell klar, dass ich mich dem Thema Licht zuwenden will“, sagt Pinkert. Er erinnert sich: „Damals waren die LED-Leuchten gerade ganz groß in Mode.“ Ein ganz normaler Vorhang habe ihn schließlich zu seiner Leuchte mit besonderem Lichtsteuerungsverfahren inspiriert.

Die aus einer langen Metallröhre auf vier Füßen stehende Lampe sieht auf den ersten Blick einfach nur futuristisch aus. Mit Hilfe von gardinenringartigen Metallringen kann das Licht damit je nach Bedarf entlang der Röhre „verschoben“ und somit genau da platziert werden, wo man es braucht.  „Das ist nicht nur praktisch, sondern auch besser für das Auge und sparsamer, denn die Lampe verbraucht natürlich nur da Strom, wo das Licht angeschaltet, also der Ringvorhang aufgezogen, wurde“, erklärt Pinkert.

Die Lampe funktioniert dank einer Vielzahl von aneinandergereihten LED-Lämpchen. Mithilfe der LEDs und einer Sensorik wird es möglich, die Ringe per Hand zu steuern und so das Licht per Vorhangprinzip auf- und zuzuziehen.

Pinkerts Idee überzeugte die Professoren, sodass er ein Patent auf seine Erfindung anmeldete und nach dem Studium ein zweijähriges Stipendium zur Entwicklung der Leuchte bekam. Zusammen mit einem Team von zwei Ingenieuren und zwei Kaufmännern entstanden ein Prototyp und ein Verkaufskonzept. Im vergangenen Jahr folgte dann die Gründung der Dresdner dreiplus GmbH unter Pinkerts Leitung.

Die Weiterentwicklung des Produkts für den Markt dauert derzeit noch an. Noch im Laufe dieses Jahres soll die Leuchte voraussichtlich in zwei Schienen vertrieben werden. „Wir wollen einerseits Design- und Wohnraumleuchten, zum Beispiel für Küchenzeilen, produzieren. Andererseits könnten die berührungslos steuerbaren Leuchten auch an Labore und Krankenhäuser verkauft werden“, so der junge Erfinder. Die Lampen sollen dann in Mittweida und Lauenstein hergestellt werden.

Nicole Laube

(erschienen in SAX 02.12, Seite 10/11)

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Erfindungen, die die Welt nicht braucht?

Waschmaschine der Zukunft kommt aus Dresden

Dresden wird seit jeher als Stadt der Erfindungen gehandelt: Ob BH, Kaffeefilter, Spiegelreflexkamera oder Mundwasser – die Elbluft scheint Inspirationen zu wecken. Der Ruf der Stadt als Tummelplatz für Tüftler wird durch ein studentisches Projekt an der TU Dresden nun von neuem genährt. Vom intelligenten Schuh bis hin zum Cocktailautomaten reicht dabei der Erfindungsreichtum der Forscher von morgen.

Der Hintergrund: Im Rahmen verschiedener  praxisorientierter Workshops an der TU Dresden entwickelten 270 Studenten der Fächer Wirtschaftswissenschaften und Wirtschaftsingenieurwesen insgesamt 120 innovative Produktideen. Eine Auswahl von etwa 40 Erfindungen setzten die Nachwuchsforscher anschliessend in Modelle um. Fünf davon sollen der Dresdner Öffentlichkeit am 28. Juli 2010, um 18 Uhr, im Hülsse-Bau, Hörsaal S 386, präsentiert werden. – Ob sinnvoll oder nicht, interessant wird das ganz sicher:

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