Bio- und Nanotechnologie

Abteilung

An der Schnittstelle von Werkstoffwissenschaften, Immunbiologie und Materialdiagnostik entwickelt die Abteilung »Bio- und Nanotechnologie« des Fraunhofer IKTS Materialien, zerstörungsfreie Prüfverfahren und Charakterisierungsmethoden. Die Wissenschaftler an den Standorten Dresden, Hermsdorf und Leipzig betreiben angewandte Forschung auf den Gebieten der Biotechnologie und Nanotechnologie, um Ergebnisse der Grundlagenforschung schneller in marktreife Lösungen für die Immunbiologie, Zellproduktion und Medizintechnik zu überführen. Zudem arbeitet die Abteilung an der Entwicklung akustischer und optischerPrüfsysteme für alle Werkstoffklassen im Bereich des Produktionsmonitoring und der Produktionskontrolle. Bestens ausgestattete Labore und Technika sichern einen effizienten und qualitätsgerechten Entwicklungsprozess.

Ein Schwerpunkt der Forschungsarbeiten ist die Charakterisierung von Materialien und Bauteilen in Hinsicht auf Geometrie, Materialfehler (Risse, Lunker, Poren, Delamination usw.), mechanische Spannungen, Härte, Gefüge und weitere Merkmale im makroskopischen bis nanoskopischen Bereich. Dafür nutzen die Wissenschaftler unterschiedlichste Verfahren – z. B. akustische Mustererkennung, akustische Atomkraftmikroskopie, Ultraschallmikroskopie und Laserultraschall, optische Kohärenztomographie und Ellipsometrie sowie andere spektroskopische Verfahren. Ein besonderes Augenmerk richtet sich auf Verfahren der additiven Fertigung. Mit den am Fraunhofer IKTS entwickelten integrierten Prüf- und Prozessüberwachungstechnologien können die Verfahren der additiven Fertigung ihr volles Potenzial für die Bottom-Up-Produktion mit einer Losgröße »eins« entfalten.

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Technologien und Verfahren zur Charakterisierung (immun)biologischer Eigenschaften von Implantatwerkstoffen und Medizinprodukten. Mithilfe zerstörungsfreier Mess- und Diagnoseverfahren können Aussagen zur Wechselwirkung zwischen biologischen und künstlichen Materialien getroffen werden, um mechanische Stabilität, Lebensdauer und Biokompatibilität zu verbessern. Durch die Kombination von Werkstoffentwicklung und Messtechnologie entstehen neuartige Ansätze, die einen deutlichen Mehrwert in allen Bereichen der Lebenswissenschaften generieren.

 

Leistungsangebot

 

  • Entwicklung schneller und berührungsloser Prüftechnologien auf Basis akustischer, optischer und elektromagnetischen Prüfverfahren
  • Weiterentwicklung bestehender Analyseverfahren zu Mess- und Prüfsystemen und oder integrierten Sensorlösungen


Industrielösungen

 

 

Referenzprojekte

 

  • OCD® – optisches Krebsdiagnose-Gerät zur schnellen und sicheren Analyse von Gewebeproben der Prostata
  • Leitprojekt »THERANOS« der Fraunhofer-Gesellschaft – technologische Möglichkeiten zur Entwicklung theranostischer Plattformen (Weiterentwicklung der »Smart Hüftgelenkprothese«)
  • Ultraschall-Goniometer (HUGO®) – Charakterisierung von Oberflächen
  • Akustische Mustererkennung zur nichtinvasiven Blutdruckmessung
  • Akustische Mustererkennung für die Qualitätskontrolle von Zahnrädern im Automobilbau oder zur Gütebeurteilung von Musikinstrumenten

 

Kooperation

 

  • Fraunhofer-Institute (Bio-Nanotechnologie-Anwendungslabor BNAL am Fraunhofer IZI in Leipzig, IWU, FEP und IPMS)
  • TU Dresden
  • Max-Bergmann-Zentrum für Biomaterialien Dresden
  • Universität Leipzig
  • Universität Heidelberg
  • UMIT Innsbruck (Österreich)
  • Universität Braga (Portugal)
  • Akademie der Wissenschaften Minsk (Weiß­russland)
  • Yonsei University (Südkorea)
  • University of Dayton (USA)
  • West Virginia University (USA)
  • Cape Breton University (Kanada)