Wissenschaft mit Potenzial – ibidi sponsert den Nano Innovation Award 2022 für drei bayrische Nachwuchswissenschaftler

Im Gegensatz zu den meisten Wissenschaftspreisen, die exzellente Ergebnisse in der Grundlagenforschung auszeichnen, steht beim Nano Innovation Award das Innovations- und Anwendungspotential im Fokus. Das Preisgeld wird seit 2015 von vier erfolgreichen Ausgründungen des Center for NanoScience (CeNS) gestiftet, die durch ihre eigene Firmengeschichte direkt mit der Idee des nano Inovation Award verbunden sind: Die Firmen attocube systems AG, ibidi GmbH, Nanion Technologies GmbH und NanoTemper Technologies GmbH zeichnen gemeinsam mit CeNS begabte und ideenreiche Nachwuchswissenschaftler aus, deren Ergebnisse nicht nur für die Grundlagenforschung von Interesse sind, sondern gleichzeitig vielversprechende technologische Anwendungsmöglichkeiten erwarten lassen.

Der erste Preis ging an Tobias Boolakee von der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen. Ein grundlegender Bestandteil jeder Computerarchitektur sind Logikgatter, die binäre Signale 0 oder 1 mittels boolescher Funktionen verschalten. Heutige elektronische Bauteile sind in ihrer Taktrate vor allem durch die Geschwindigkeit der kapazitiven Signalpropagation begrenzt und erreichen Taktraten von 1-10 GHz. Tobias Boolakee hat mit seiner Arbeit in der Gruppe von Professor Peter Hommelhoff nun erstmals ein Gatter für extrem schnelle Elektronik demonstriert, das auf einem tiefen Verständnis der Physik in Graphen und in Graphen-Gold-Schnittstellen unter Anregung mit ultrakurzen Laserpulsen beruht. Elektrische Signale mit Licht zu steuern könnte die Rechenoperationen zukünftiger Computer mindestens Zehntausend Mal schneller machen als bisher – das ist das Ziel der Petahertz- oder Lichtwellen-Elektronik. Mit der Arbeit von Tobias Boolakee und seinen Kooperationspartnern der Universität Rochester ist die Vision ultraschneller Computer etwas näher gerückt.

Den zweiten Platz verlieh die Jury an Maximilian Ochs von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.  Die Informationsverarbeitung in Computern erfolgt durch elektronische Schaltungen, die bis in den Nanometerbereich miniaturisiert werden können. Die Übertragung von Informationen über größere Entfernungen erfolgt dagegen über Photonen in optischen Fasern, bei denen die Wellenlänge des Lichts die Miniaturisierung behindert. Miniaturisierte optische Datenverbindungen wären eine große Hilfe bei der Überwindung des Bandbreitenengpasses, der bei modernen Computerchips auftritt. In seiner Arbeit entwickelte Maximilian Ochs eine elektrisch angetriebene plasmonische Yagi-Uda-Nanoantenne, die als miniaturisierter Elektron-Photonen-Wandler eingesetzt werden kann. Dabei werden Photonen in einem wohldefinierten, gerichteten Strahl ausgesendet, sobald sie durch ein tunnelndes Elektron angeregt werden. Er konnte somit zeigen, dass man extrem kleine elektrisch betriebene Photonenquellen und einfache Photonenverarbeitungsschaltungen bauen kann, die direkt mit einem nanoelektronischen System verbunden sind und dabei den gleichen Grad an Miniaturisierung aufweisen.

Den dritten Platz erhielt Tim Schröder von der LMU München. Mit seiner Arbeit in der Gruppe von Philip Tinnefeld ist es ihm gelungen, bisherige Limitationen der Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) zu überwinden. Dazu kombinierte er auf elegante Weise Informationen über die Fluoreszenz-Lebensdauer mit Intensitätskorrelationen. Seine Ideen können in Labors, die FCS in Kombination mit zeitkorrelierter Einzelphotonenzählung einsetzen, leicht umgesetzt werden. In einem weiteren Projekt in einer Kooperation mit der GATTAquant GmbH, gelang es Tim Schröder Nanobeads mit höchster Helligkeit und maximaler Signalhomogenität zu entwickeln (die dann als GATTA-Beads bezeichnet wurden).  Diese Arbeiten können sowohl für eine breite wissenschaftliche Gemeinschaft als auch für die Arzneimittelforschung, die FCS zum Aufspüren von Bindungspartnern verwendet, von praktischem Nutzen sein.

"Die Gründung von Nanion Technologies vor 20 Jahren wurde durch den unternehmerischen Geist des CeNS stark unterstützt. Wir empfinden das CeNS mit seiner interdisziplinären Kommunikationskultur als eine sehr wichtige Gemeinschaft, die hilft, exzellente wissenschaftliche Forschung in erfolgreiche Unternehmensgeschichten zu überführen. Der Nano Innovation Award honoriert genau das: Die Umsetzung von wissenschaftlichen Erkenntnissen in reale Anwendungen. Wir waren auch in diesem Jahr wieder beeindruckt von der Vielfalt der Bewerbungen – und gratulieren allen Gewinnern und Teilnehmern.“, sagt Michael George, Jurymitglied und CTO Nanion Technologies.

Über das Center for NanoScience (CeNS) – www.cens.de

Das Center for NanoScience (CeNS) ist eine wissenschaftliche Einrichtung der LMU München, die interdisziplinäre Forschung auf dem Gebiet der Nanowissenschaften fördert und koordiniert. Dabei werden von CeNS verschiedene Disziplinen wie Physik, Chemie, Biochemie und Pharmazie überspannt. In CeNS kooperieren neben Arbeitsgruppen der LMU auch Gruppen der TU München, des Max-Planck-Instituts für Biochemie und anderer Institutionen im Münchner Raum.