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AutoProNano: Nanopartikel auf Knopfdruck

| Redakteur: Kristin Rinortner

Nanopartikel sind klein und vor allem sehr teuer in der Herstellung. Das soll sich künftig ändern. Zwei Wissenschaftler der Uni Duisburg-Essen haben einen Automaten entwickelt, der kolloidale Nanopartikel auf Knopfdruck liefert. Die Kosten sind minimal.

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Nanopartikel: Tobias Bessel (links) und Dr. Friedrich Waag haben einen Automaten entwickelt, mit dem sich Nanopartikel auf Knopfdruck produzieren lassen.
Nanopartikel: Tobias Bessel (links) und Dr. Friedrich Waag haben einen Automaten entwickelt, mit dem sich Nanopartikel auf Knopfdruck produzieren lassen.
(Bild: privat)

Kleine Teilchen mit großem Potenzial: Kolloidale Nanopartikel sind Teilchen mit einem Durchmesser von nur wenigen millionstel Millimeter, die in einem Verbund von wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen möglichst vereinzelt in einer Flüssigkeit schwimmen.

Anwendungsgebiete gibt es viele. So werden sie beispielsweise in der Oberflächentechnik, in Kosmetikprodukten oder in der Medizin genutzt. Die Herstellung solcher Nanopartikel ist normalerweise sehr teuer: So kosten Gold-Nanopartikel etwa 300-mal mehr als das reine Edelmetall in gleicher Menge am Stück.

„Espressoautomat“ für Nanopartikel

Tobias Bessel und Dr. Friedrich Waag vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen haben einen Automaten entwickelt, der Nanopartikel auf Knopfdruck produziert. Im Juli 2020 ist das EU-Projekt „AutoProNano“ gestartet, in dem der zum Patent angemeldete Nanopartikel-Automat marktreif gemacht werden soll. Ziel ist die Ausgründung Anfang 2022.

Bessel und Waag wollen Forschern und Entwicklern damit das Leben erleichtern: Ihr Automat liefert kolloidale Nanopartikel auf Knopfdruck, wann immer man sie benötigt. „Er lässt sich ohne Einweisung bedienen und benötigt lediglich eine Steckdose“, erklärt Chemiker Waag, der das Projekt gemeinsam mit Tobias Bessel, einem Chemietechnischen Assistenten, leitet. Zudem sei die Produktion sehr günstig, andere Kosten entfallen.

Aber noch aus einem anderen Grund sieht Bessel ein großes Potenzial für ihre Entwicklung: „Mir fällt keine Branche ein, in der grundsätzlich keine Nanopartikel eingesetzt werden.“

So funktioniert der Nanopartikel-Automat

In drei Tanks befinden sich verschiedene Lösungsmittel; das gewünschte Partikelrohmaterial wird als Plättchen in einer Kapsel in den Automaten gesteckt. Auf Knopfdruck verdampft der integrierte Mikrochip-Laser mit ultrakurzen Pulsen Material von der Plättchenoberfläche, das sich im Lösungsmittel zu Nanopartikeln zusammenfindet.

Um Kolloide verschiedener Materialkombinationen zu erzeugen, lassen sich Flüssigkeit und Plättchen unkompliziert wechseln. Eine automatische Reinigung dazwischen verhindert Verschmutzungen.

Derzeit suchen Waag und Bessel noch Verstärkung für ihr Team. „Und wir freuen uns, wenn sich interessierte Pilotanwender aus Forschung und Entwicklung bei uns melden“, so Waag.

Das Projekt wird über den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Die Universität Duisburg-Essen unterstützt die künftigen Gründer vor allem mit Büros und Laboren, die sie in der Technischen Chemie I nutzen dürfen. Hier haben sich Waag und Bessel während Promotion und Ausbildung auch kennengelernt.

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