MINIMISE

Projektbeschreibung

Ziel des Projekts ist die reproduzierbare Integration von Nanostrukturen in Mikrosysteme für Sensoranwendungen. Bislang werden Nanostrukturen in Form von Drähten und Kegeln sowie als direktgeschriebene 2D- oder 3D-Strukturen nur als Einzelstücke hergestellt, um grundlagenrelevante Fragestellungen zu untersuchen. Bei ionenspur-templatgefertigten Nanodrähten und -netzwerken sowie bei fs-Laser-prozessierten hyperdotierten Silizium-Kegeln (fs-hSi) ist der Herstellungsprozess beherrscht und die physikalischen Eigenschaften sind weitgehend untersucht – die Integration in Sensoren dagegen noch nicht.

Um die Strukturen in eine Anwendung zu überführen, muss das Mikro-Nano-Interfacing (MNI) etabliert werden, also das Anbinden von Nanostrukturen an die Makrowelt über den Umweg Mikrosysteme. Der Zugang zu speziellen Messgrößen eines Nanosystems erfordert eine sichere und reproduzierbare Verbindung zwischen mikroskopischen und nanoskaligen Systemen. Dazu werden Plattformen geschaffen, mit denen sich die Reaktion der Strukturen auf die entsprechenden Stimuli verlässlich messen lässt.

Anwendungspotenzial

Die MNI-Technologie hat ein erhebliches Anwendungspotenzial in der Gasmessung (insbesondere Wasserstoff), der Medizin- und Biotechnologie, im IoT und in vielen weiteren Bereichen. Da die Nanosensorik noch fern industrieller Anwendungen ist, bewegt sich das Vorhaben zwischen Market-Pull und Technology-Push. Eine erfolgreiche MNI-Technologie kann einen Innovationsschub bei den Themen Energiewende und Nachhaltigkeit, biomedizinische Anwendungen und Lab-on-Chip sowie gegebenenfalls in der Quantensensorik auslösen.

Projektpartner und Aufgaben

• Messkonzept GmbH, Frankfurt: Entwicklung des funktionalen Designs für Nano-Wärmeleitdetektoren, gastechnische und elektrische Einbindung von MEMS in Gasanalysatoren, Validierung der Detektoren im gastechnischen Labor, Vermarktung miniaturisierter Nano-Wärmeleitdetektoren
• GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt: Herstellung und Charakterisierung von Nanodrähten und Nanodraht-Netzwerken, Technologietransfer der Nanodrähte zum Anwendungspartner

Förderung

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Forschung an Fachhochschulen“ in der Förderlinie „Forschung an Fachhochschulen in Kooperation mit Unternehmen“ (FH-Kooperativ) gefördert. Die Förderlinie unterstützt auf Dauer angelegte Forschungskooperationen zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft und stärkt die forschungstechnischen Rahmenbedingungen der Hochschulen durch strategische und projektspezifische Investitionen.