Newsletter Sommer 2017

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Life Sciences Campus

Der Life Sciences Campus Sisslerfeld mit einer Fläche von rund 300'000 m² ist die grösste zusammenhängende Landreserve der Nordwestschweiz. 40 Prozent der weltweiten Life Sciences-Unternehmen befinden sich hier auf kleinstem Raum. Auf Nanotechnologien spezialisierte Hochschulen wie das Swiss Nanosciences Institute (SNI) sowie die Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) liegen ganz in der Nähe.

Insbesondere für die Life Sciences-Industrie hat die Anwendung von Nano- und Microtechnologie ein grosses Innovationspotenzial. Auf dem Life Sciences Campus Sisslerfeld sind spezialisiertes Wissen und qualifizierte Fachkräfte für Unternehmen gebündelt zu finden.

Rückblick: Reindustrialisierung mit Hightech-Unternehmen

Das Hightech Zentrum Aargau AG hat am 25. April 2017 zusammen mit der Empa (Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt) und der AIHK (Aargauischen Industrie- und Handelskammer) Einblicke in neue Geschäftsmodelle und fortschrittliche Produktionsprozesse gewährt. Rund 140 Personen - Vertreter aus Industrie, Hochschule, Wirtschaft und Politik sowie zwei Schulklassen der Kantonsschule Baden - folgten den Vorträgen.

Die Schweiz gehört zu den am frühesten und stärksten industrialisierten Ländern. Waren 1960 noch rund 50% aller erwerbstätigen Erwachsenen in der Industrie tätig, sind es heute gerademal noch knapp über 20 Prozent. Regierungsrat Dr. Urs Hofmann, Vorsteher des Departementes Volkswirtschaft und Inneres zeigte auf, wie wichtig die Industrie für den Aargau war und ist und wie Hightech als Strategie für die Reindustrialisierung eingesetzt werden kann.

Die Entwicklung von Hightech-Produkten ohne Nanotechnologien ist kaum mehr möglich, erklärte Dr. Pierangelo Gröning, Empa. Dr. Andreas Zogg, Novartis mag es noch kleiner. Seine Welt sind die Moleküle. Weiter referierten Stefan Lander, Omya International AG, Philipp Gruner, Medicoat AG und Steven Hartman, General Electric (Switzerland). Sie beleuchteten die Herausforderungen, wie die Frankenstärke und das Verlangen nach immer neueren, innovativeren Produkten.

Das Schlusswort unterstrich nochmals die Bedeutung vom Hightech Zentrum Aargau AG. Peter A. Gehler, Vorstandsmitglied AIHK, Leiter Pharmapark, Siegfried AG, Verwaltungsrat Hightech Zentrum Aargau AG fasste es zusammen: "Innovation geschieht nicht von selbst. Eine auf Innovation ausgerichtete Unternehmenskultur kann und muss aktiv geschaffen werden. Ein tragendes Netzwerk zu bilden und es vor allem KMU zur Verfügung zu stellen, zählt zu den Hauptaufgaben des Hightech Zentrums Aargau AG.»

Dieser Aufgabe haben sich auch die NanoCommunityTM und deren Plattform nano.swiss verschrieben.

PSI-Grossforschungsanlage im Einsatz für KMU

Das Paul Scherrer Institut (PSI) im aargauischen Villigen ist das grösste Forschungszentrum für Ingenieur- und Naturwissenschaften der Schweiz. Im Nanotechnologie-Labor der Synchrotron Lichtquelle Schweiz (SLS) nutzen Unternehmen intensive, punktgenaue Röntgen- und UV-Strahlen zur Beantwortung von vielfältigen Fragestellungen. Dies zum Beispiel zur Optimierung von Produktionsverfahren oder um ein detailliertes Verständnis über neue Materialien zu gewinnen.

Die Sintratec AG hat sich auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Selective Laser Sintering Desktop 3D-Druckern spezialisiert. Durch eine erfolgreich abgeschlossene Crowdfunding Kampagne wurde 2014 innerhalb eines Monats die Finanzierung für das erste Drucker-Kit gesichert. Seither wächst das Jungunternehmen aus Brugg im Kanton Aargau stetig weiter.

Die Qualität der gedruckten Kunststoffobjekte ist abhängig von Parametern wie Laser-Intensität und -Vorschubgeschwindigkeit. Im PSI-Labor der TOMCAT-Strahllinie wurden zerstörungsfreie Scans gemacht, die interne Strukturen der additiv gefertigten Bauteile detailliert offen legten. Dank diesen 3D-Aufnahmen mit einer Auflösung im Nanometer-Bereich konnten wichtige Rückschlüsse gezogen werden, die zur optimalen Parametereinstellung vom Drucker führten. Das Resultat ist eine Materialhomogenität frei von Lufteinschlüssen sowie eine Teilequalität, die sogar die des aktuellen Weltmarktführers deutlich übertrifft.

Dieses Projektbeispiel belegt eindrücklich, dass die PSI-Grossforschungsanlagen nicht nur für multi-nationale Grosskonzerne sondern auch für KMU ein grosses Potential zur gezielten Produkt- und Verfahrensentwicklung bereithalten.

Probenaufnahmen vor (links) und nach (rechts) der Prozessoptimierung

Wissenschaft – mal etwas anders

Einen guten Beleg dafür, dass Wissenschaft Spass machen kann, sich einem offenen Wettbewerb stellen darf und trotzdem Anwendungsmöglichkeiten bietet, lieferte Ende April das erste internationale Nanocar Race. Das vom Swiss Nanoscience Institute (SNI) der Universität Basel unterstützte Team des Departement Physik gewann dieses Autorennen der besonderen Art.

Die Piloten der Nanoautos Tobias Meier und Dr. Rémy Pawlak sassen bei diesem Rennen nicht am Steuer ihrer Wagen, sondern am Computer, über den sie ein Rastertunnelmikroskop bedienten. Mit diesem Mikroskop werden normalerweise unterschiedliche Eigenschaften von einzelnen Molekülen und Atomen untersucht. Bei dem vom CNRS in Toulouse organisierten Rennen nutzten die Wissenschaftler das Mikroskop allerdings, um ein einzelnes Molekül über eine winzige, kurvige Rennstrecke von nur 100 Nanometern zu bewegen.

Während die Konkurrenten teilweise grosse Moleküle mit beweglichen Abschnitten an den Start geschickt hatten, arbeitete das Schweizer Team mit einem recht kleinen Molekül, das von Kollegen aus dem Departement Chemie entworfen und hergestellt worden war und für Anwendungen in der Photovoltaik untersucht wird. Der Plan, die Reibung zu reduzieren und das Molekül ähnlich einem Luftkissenboot über die Oberfläche gleiten zu lassen, ging für die Wissenschaftler aus dem Team von Professor Ernst Meyer bestens auf.

Der Sieg des ersten Nanoauto-Rennens war ein schöner Erfolg für das Team aus Basel. Er zeigt eindrücklich, mit welcher Präzision die Forscher das Rastertunnelmikroskop bedienen können und wie sich einzelne Moleküle zielgenau platzieren und bewegen lassen. In den zahlreichen Extra-Stunden am Mikroskop haben die Forscher neue Erkenntnisse gesammelt, die zukünftig einsetzbar sind, um logische Strukturen wie Speicherchips aus einzelnen Molekülen aufzubauen.

Das Swiss Nanoscience Institute, vom Kanton Aargau und der Universität Basel 2006 gegründet, um Forschung, Ausbildung und Technologietransfer in den Nanowissenschaften und der Nanotechnologie in der Nordwestschweiz zu fördern, freut sich mit den Gewinnern.

Über elektrische Impulse von der Spitze eines Rastertunnelmikroskops wird das Nanoauto des SNI-Teams vorwärtsbewegt – im ersten Nanocar Race mit einer Geschwindigkeit von 20 Nanometern in der Stunde. Das beeindruckt Formel 1 Fans wahrscheinlich nicht, ist aber aus wissenschaftlicher Sicht eine herausragende Leistung!