Das Kompetenznetz »Funktionelle Nanostrukturen« Baden-Württemberg

Einführung

Die Nanotechnologie gilt als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts. Immer kleinere Strukturen gewinnen immer größere technologische und wirtschaftliche Bedeutung. Die Palette der Anwendungen reicht dabei von Autolacken, Katalysatoren und Hochleistungswerkstoffen über medizinische Anwendungen bis zu Datenspeichern und zur Mikro- und Nanoelektronik, um nur wenige Beispiele zu nennen.

Der rasche Fortschritt im Bereich der Nanotechnologie in letzter Zeit wird von zwei wesentlichen Entwicklungen getrieben. Zum einen ermöglichen wissenschaftliche Fortschritte die Entwicklung völlig neuer Produkte, Prozesse und Technologien für die industrielle Anwendung. Zum anderen sind weitere Fortschritte in den bestehenden Schlüsseltechnologien zunehmend auf das Verständnis und die Beherrschung funktioneller Strukturen auf der Nanometerskala angewiesen. Immer häufiger sind technologische Fortschritte durch mangelndes Verständnis von Strukturen auf der Nanometerskala begrenzt. Hier ist die Forschung gefragt, entsprechendes Know-how zu entwickeln und Lösungen für die technologischen Fragestellungen und Herausforderungen der Zukunft bereitzustellen. Dabei gilt die Nanotechnologie als eine Querschnittstechnologie. Für eine erfolgreiche Forschung, aber auch für eine effiziente Umsetzung im Bereich der Anwendung ist eine sehr enge Kooperation zwischen den unterschiedlichen Disziplinen erforderlich.

Das Kompetenznetz Funktionelle Nanostrukturen bietet eine Plattform für eine solche zielgerichtete, fachübergreifende und standortübergreifende Forschung im Bereich der Nanotechnologie in Baden-Württemberg. Ziel des Kompetenznetzes ist es, Herstellung, Eigenschaften und Funktionsweise intelligenter „Funktioneller Nanostrukturen“ zu erforschen und damit die Basis sowohl für künftige Anwendungen als auch für eine systematische Weiterentwicklung bestehender Anwendungen zu legen.

In dem Netz, dessen Sprecher die Karlsruher Wissenschaftler Prof. Thomas Schimmel und Prof. Hilbert v. Löhneysen sind, werden die Kompetenzen führender Standorte im Bereich der Funktionellen Nanostrukturen im Land Baden-Württemberg gebündelt, und es werden vorhandene Synergien genutzt.

Im Einzelnen sind an dem Verbund die Universitäten in Karlsruhe (KIT Campus Süd), Konstanz, Stuttgart und Ulm sowie das ehemalige Forschungszentrum Karlsruhe (KIT Campus Nord) und die Max-Planck-Institute in Stuttgart beteiligt. Hinzu kommen die Universität Freiburg und das dortige Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperforschung, die Universität Heidelberg sowie die Universität Tübingen und das dortige Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie als assoziierte Standorte. Jeder der am Kompetenznetz beteiligten Partner kann hier auf einen bereits erfolgreich etablierten eigenen Forschungsschwerpunkt im Bereich der Nanotechnologie zurückgreifen. Die beteiligten Partner ergänzen sich in ihren Forschungsschwerpunkten in idealer Weise.

Das Kompetenznetz trägt damit nicht nur zur landesweiten Bündelung von Kompetenzen im Bereich der funktionellen Nanostrukturen bei. Es unterstützt vielmehr zugleich auch bei jeder der beteiligten Institutionen die Profilbildung im Bereich der Nanotechnologie im Rahmen der jeweiligen Entwicklungsplanung.

Das Kompetenznetz beinhaltet eine orts- und fachübergreifende Kooperation von auf dem Gebiet der Nanotechnologie tätigen Arbeitsgruppen in Baden-Württemberg insbesondere aus den Bereichen der Physik, der Chemie, der Material- und der Ingenieurwissenschaften sowie der Biologie. Dabei ist eine umfassende Kompetenz im Bereich der Funktionellen Nanostrukturen von der chemischen Synthese über physikalische Experimente und Messmethoden sowie theoretische Verfahren und Simulationsmethoden bis hin zu anwendungsorientierten Untersuchungen gegeben.

Die Aktivitäten des Kompetenznetzes konzentrieren sich insbesondere auf drei Bereiche:

  1. Durchführung gemeinsamer, standort- und fachgebietsübergreifender 
    Forschungsprojekte zu Schlüsselthemen der Nanotechnologie;
  2. Förderung des wissenschaftlichen Austausches zwischen den beteiligten Arbeitsgruppen sowie gezielte Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses im Bereich der Nanotechnologie und
  3. Förderung internationaler Kooperationen.

Im Kompetenznetz Funktionelle Nanostrukturen bieten sich optimale Bedingungen für die Forschung auf diesem interdisziplinären Gebiet. Zum einen steht ein interdisziplinärer Forschungsverbund zur Verfügung, bei dem unterschiedliche Disziplinen vom Experiment bis zur Theorie, von der Physik über die Chemie und die Life Sciences bis zur Elektrotechnik und den Materialwissenschaften eng zusammenarbeiten. Zum anderen ergänzen sich die unterschiedlichen Kompetenzen und Schwerpunkte der einzelnen Partnerinstitutionen in idealer Weise.