Kompetenzfeld Nanotechnologie: Forschung

Wer in Größenklassen von nur wenigen Nanometern unterwegs ist, betritt immer wieder Neuland. Dementsprechend viel Entdeckergeist ist hier gefragt. Ein Großteil der ca. 200 Akteure im Bereich Nanotechnologie in Sachsen, von Netzwerken, über Forschungseinrichtungen bis hin zu Unternehmen, die mit ihren Forschungsabteilungen ihren Beitrag leisten, haben eine Adresse in Dresden.

Schwerpunkt Nanotechnologie

Neben der sehr hohen Dichte an außeruniversitären Forschungseinrichtungen tragen die enge Verflechtung und Kommunikation von Forschung und Industrie in zahlreichen themenspezifischen Netzwerken zu einem außerordentlich innovativen Klima bei. Im Hochschul-Ranking des Deutschen Verbandes Nanotechnologie (DV Nano) belegte die TU Dresden 2012 gemeinsam mit der TU München sogar den 1. Platz.
Fraunhofer Cluster Nanoanalytik
Zehn Fraunhofer-Institute und drei Fakultäten der TU Dresden sowie das Helmholtz-Zentrum Berlin bündeln ihre Kompetenzen und decken das gesamte Themenspektrum der Nanoanalytik ab.

Ziele und Aufgaben
Anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Nanoanalytik zur Erarbeitung geeigneter technischer und konzeptioneller Lösungen:
  • Weiterentwicklung von Analysemethoden
  • Entwicklung von Komponenten und Gerätesystemen für neue Analysemethoden
  • Entwicklung von Applikationsstrategien zum Einsatz neuer Analysemethoden und -systeme
  • Dienstleistungen auf dem Gebiet der Analytik für Hightech-Unternehmen
Dresden Center for Nanoanalysis (DCN)
Das Dresden Center for Nanoanalysis wurde von der TU Dresden gemeinsam mit dem Exzellenzclusters Center for Advancing Electronics Dresden (cfAED) im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder ins Leben gerufen. Die TU Dresden hat sich das Ziel gesetzt, ein international sichtbares Kompetenzzentrum und nationales Nutzerzentrum, und mit dem Thema 4D-Materialanalytik "4D AMASE - 4D Advanced Materials Analysis for Science and Engineering" ein Alleinstellungsmerkmal zu schaffen.
Nano for Production
Nano for Production ist ein 2006 gegründetes Innovationscluster aus neun wissenschaftlichen Einrichtungen und zwölf Nanotechnologie-Firmen der Region Dresden.

Arbeitsschwerpunkte
  • Nanoschichten zur Oberflächenveredelung
  • Nanopartikel (Carbon-Nanotubes CNT)
  • Nanostrukturierung von Oberflächen
Nanotechnologie-Kompetenzzentrum »Ultradünne funktionale Schichten« (Nano-CC-UFS)
Das Nano-CC-UFS ist ein bundesweiter Zusammenschluss von Unternehmen, Hochschulinstituten, Forschungseinrichtungen und Verbänden zur konsequenten Erschließung der industriellen Anwendungsmöglichkeiten der Nanotechnologie. Unter Koordination des Fraunhofer Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) Dresden wurde das Nano-CC-UFS vom Bundesforschungsministerium bereits ausgezeichnet.
Nanoelectronics Materials Laboratory gGmbH (NaMLab)
In Dresden überschreitet die Mikroelektronik Grenzen. Im NaMlab dringen die Forscher in noch winzigere Strukturbereiche vor, als die derzeitige Mikroelektronik. Prozessoren und Speicher werden immer kleiner, weshalb hier Materialien und Materialsysteme aus der Nanotechnologie für die Nanoelektronik erprobt werden. Dank dieser Grundlagenforschung können Halbleitermaterialien für die nächste Chipgeneration unter 30 nm entwickelt werden.
nanoeva – Zentrum für zerstörungsfreie Prüfverfahren für elektronische Erzeugnisse
Das Kompetenzzentrum nanoeva beschäftigt sich mit der Prüfung von Prozessen und Materialien für die Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik. Ziel ist die Entwicklung und Anwendung neuer Prüfmethoden, mit denen neue Defektarten, wie z. B. Transportphänomene, Rekristallisation, Volumenänderungen, Kirkendall-Voids, aufgelöst werden können.
Fraunhofer-Gesellschaft (9 Einrichtungen)
  • Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM (Institutsteil Dresden)
  • Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP
  • Fraunhofer Institut Photonische Mikrosystems IPMS
  • Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS (Institutsteil Entwurfsautomatisierung EAS)
  • Fraunhofer IZM- All Silicon System Integration Dresden ASSID
  • Fraunhofer-Center Nanoelektronische Technologien CNT
  • Fraunhofer-Einrichtung für Organik, Materialien und Elektronische Bauelemente COMEDD

 

Wissenschaftsgemeinschaft »Gottfried Wilhelm Leibniz« (2 Einrichtungen)
  • Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden e. V.
  • Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V.
Helmoltz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
  • Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung
  • Institut für Fluiddynamik
Max-Planck-Gesellschaft (2 Einrichtungen)
  • Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe
  • Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme
Technische Universität Dresden
  • Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften
  • Fakultät Maschinenwesen
  • Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik

Schwerpunkt Neue Werkstoffe

Zu den Schwerpunkten der Dresdner Material- und Werkstoffforschung zählen die Gebiete Nanotechnologie, keramische Werkstoffe, Polymere, Hochtemperatursupraleiter, Biomaterialien, erneuerbare Energien und Leichtbau. 
Materialforschungsverbund Dresden (MFD)
Der MFD ist ein Zusammenschluss Dresdner Institute und Forschungseinrichtungen zur fachlichen Kooperation auf dem Gebiet der Materialforschung. Der Verbund dient der gemeinsamen Forschung, fördert die Zusammenarbeit in Verbundprojekten, bei Großinvestitionen sowie beim Transfer der Ergebnisse in die Praxis.
Europäische Forschungsgesellschaft für Dünne Schichten e. V. (EFDS)
Die »Europäische Forschungsgesellschaft für Dünne Schichten e. V.« (EFDS) (180 Mitglieder) ist deutschlandweit und im benachbarten Ausland auf den Gebieten Materialentwicklung, Anlagenbau und insbesondere in der Intensivierung der industriellen Nutzung von Oberflächen- und Schichttechnologien tätig. Auf diesem Gebiet betreibt die EFDS auch industrielle Gemeinschaftsforschung.
European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden (ECEMP)
Am ECEMP sind 37 Professuren der TU Dresden, der HTW Dresden und der TU Bergakademie Freiberg beteiligt. Die Wissenschaftler im ECEMP entwickeln in 14 Teilprojekten Mehrkomponentenwerkstoffe für die drei Zukunftsfelder Energietechnik, Umwelttechnik und Leichtbau. Dabei bündeln sie die Kompetenzen in allen Materialklassen (Metalle, Kunststoffe, Naturstoffe und Keramiken) und der gesamten Wertschöpfungskette (Materialdesign (CMS), Entwicklung, Herstellung, Verarbeitung und Anwendung von Bauteilen). Eine Vielfalt und Breite, die derzeit einzigartig ist in Deutschland.

Ziele:
  • Entwicklung neuartiger Mehrkomponentenwerkstoffe mit erweitertem Einsatzspektrum
  • Entwicklung der zugehörigen Technologien
  • Durchgängige Simulationen vom Atom zum komplexen Bauteil
Deutsches Zentrum Textilbeton (DZT)
Die Entwicklung des Textilbetons geht auf Dresdner Forschungen zurück. Er ist ein neues Material mit bisher unerreichter Leistungsfähigkeit. Dadurch werden neue (Bau-)Formen und Konstruktionen möglich bzw. aufgrund seiner speziellen Eigenschaften und typischen Herstellungstechnologien notwendig. Das Deutsche Zentrum Textil­beton unterstützt die Industrie und insbesondere den Mittelstand bei der Entwicklung neuer Technologien und innovativer Produkte mit und aus Textilbeton zu unterstützen.
Struktur- und Werkstoffmechanikforschung Dresden gGmbH an der TU Dresden (SWM)
Das SWM forscht und berät auf den Gebieten:
  • technische Berechnungen im Maschinen- und Anlagenbau, Fahrzeugbau, in der Luft- und Raumfahrttechnik, Mikrosystemtechnik und Biomedizin
  • Fragen der Dimensionierung, Software-Erstellung und -Anwendung, der Schaffung von Berechnungsgrundlagen für die Anwendung von High-Tech-Werkstoffen
  • Informationssysteme für Mechanik und Werkstoffe
Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS)
Die LZS GmbH ist technisch-wissenschaftlicher Forschungs- und Entwicklungspartner der Industrie auf dem Gebiet des Leichtbaus und bündelt die vorhandenen Leichtbaukompetenzen im Dresdener Raum. Das LZS ist auf dem Gebiet der Werkstoffentwicklung mit konventionellen und neuartigen Konstruktionsmaterialien, der Bauteilsimulation und -auslegung, der Fertigung sowie die experimentellen Prüfung von prototypischen Demonstratoren und ihrer Einführung bei den Industriepartnern tätig. Insbesondere die enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Leichtbau- und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden gewährleistet die Einbeziehung aktuellster Forschungsergebnisse.
Zentrum für integrierte Naturstofftechnik (ZINT)
Das ZINT setzt sich mit der Gewinnung und Verarbeitung von biogenen Rohstoffen auseinander. Die Einsatzgebiete liegen im Besonderen bei der integrierten Gewinnung und Verarbeitung von biogenen Rohstoffen, bei neuartigen Werkstoffen auf Naturstoffbasis und bei Systemen, bei denen Biokatalysatoren eine zentrale Rolle im Rahmen von biotechnologischen und chemisch-technischen Stoffaufschluss- und Stoffwandlungsprozessen stehen.
IMA Materialforschung und Anwendungstechnik GmbH
Entwicklung von Testtechnologien und Prüfsysteme für die Verkehrstechnikbranchen, wie die Luftfahrt-, Schienenfahrzeug- und Automobiltechnik, die Kunststoff- und Metallindustrie und andere Industriezweige.
Institut für Holztechnologie Dresden
  • Werkstoff- und Produktentwicklung
  • Technologieentwicklung für die Holzver- und -bearbeitung Forschung im Bereich Rohstoffverwendung, Holzschutz, Modifizierung
  • Entwicklung von Prüfmethoden für Produktüberwachung und Qualitätssicherung
  • Grundlagenuntersuchungen in den traditionellen Bereichen Holz-Biologie, -Chemie, -Physik
Steinbeis-Innovationszentrum Entwicklung-, Konstruktion- und Fertigung in Kunststoff
  • Beratung in Schweiß- und Fügetechnik, Auslegung und Konstruktion von Bauteilen und Anlagen 
  • Ganzheitliche Beratung und Durchführung von Projekten in den Bereichen Polymerwerkstoffe, Kunststoffverarbeitung, Fertigungstechnik, Maschinenbau, Forschungs- und Wissenschaftsmanagement, Fördermittelakquise 
  • Entwicklung und Fertigung von kunststofftechnischen Anlagen und Komponenten
  • Entwicklung von Prozessen
Steinbeis-Innovationszentrum Intelligente Funktionswerkstoffe, Schweiß- und Fügeverfahren, Exploitation
Angewandte Forschung, Entwicklung, Konstruktion und Exploitation

Schwerpunkt Photovoltaik

Aktuelles Projekt ist der Aufbau eines Fraunhofer-Zentrums für ressourcenschonende Energie-Technologien - das Fraunhofer-RESET. Es wird von drei Dresdner Fraunhofer-Instituten initiiert. Zukunftsfähige Photovoltaik-Technologien werden hier neben Batterien und Brennstoffzellen zu den Forschungsthemen gehören.
Dresdner Innovationszentrum Energieeffizienz
  • Solarenergie
  • Organische Solarzellen / OLEDs
  • Dünnschichtsysteme für die Solarenergie
  • Schichten für die Wärmetechnik
  • Hochtemperturenergietechnik
  • Brennstoffzellen
  • Tribologie
Solarfabrik 2020
Die Initiative »Solarfabrik 2020« wurde Anfang 2007 vom Fraunhofer FEP mit Unterstützung des Staatsministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) ins Leben gerufen. Sie wird getragen von auf dem Gebiet der Photovoltaik agierenden sächsischen Firmen und sächsischen Forschungseinrichtungen. Ziel ist die drastische Reduzierung der Herstellungskosten von Photovoltaik-Modulen.
Fraunhofer-Gesellschaft (4 Einrichtungen)
  • Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS
  • Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP (Institutsteil Dresden)
  • Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

 

Wissenschaftsgemeinschaft »Gottfried Wilhelm Leibniz«
Institut für Polymerforschung Dresden e.V.
Helmoltz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

Transfereinrichtungen

  • GWT Gesellschaft für Wissens- und Technologietransfer der TU Dresden mbH
  • Zentrum für angewandte Forschung und Technologie e.V.
  • Papiertechnische Stiftung PTS
  • Technologietransfer und Forschungsförderung des IFW Dresden
  • Dresden exists
  • Patentinformationszentrum (PIZ)
  • Steinbeis-Transferzentrum Produktionstechnik und Entsorgungslogistik
  • Steinbeis-Transferzentrum Marketing - Beratung, Marktforschung, Wissenstransfer
  • Technologie- und Gründerzentren

Exzellenz als Prinzip

Dresdens Erfolg beruht auf den Schlüsseltechnologien Mikroelektronik, Informations- und Kommunikationstechnologie, Neue Werkstoffe, Photovoltaik und Nanotechnologie, Life Sciences und Biotechnologie. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen bringt Dresden voran.