Nanotechnologie

Die Abteilung Nanotechnologie besteht am LZH seit 2004. Zentrale Anliegen sind die Entwicklung neuer Technologien zur Herstellung von mikro- und nanostrukturierten Objekten sowie deren Anwendung in der Photonik, Mikrofluidik und Biomedizin. Die für diese Ziele generierten unterschiedlichen Verfahren spiegeln sich in der Ausrichtung der einzelnen Gruppen wieder.

So untersucht die Gruppe Nanophotonik die Herstellung und Charakterisierung optischer Komponenten für die Plasmonik sowie von Metamaterialien mithilfe nichtlinearer 2D/3D-Laserlithographie. Die Gruppe Nanolithographie beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer lithographischer Systeme, z. B. Zwei-Photonen-Polymerisationssysteme (2PP) für das Rapid Prototyping von mikrostrukturierten Implantaten. Die Gruppe Biofabrikation untersucht die Anwendung von 2PP und einem laserbasierten Zell-Druckverfahren für den Einsatz in Biologie und Medizin. 3D-Stützstrukturen – sogenannte Scaffolds – werden direkt mittels 2PP oder durch Abformung aus biokompatiblen oder biologischen Materialien hergestellt und mit Zellen besiedelt. Für Untersuchungen zum Zellverhalten oder zur Erzeugung von Gewebe werden vitale Zellen mit dem Druckverfahren in zwei- und dreidimensionalen Mustern angeordnet. In der Gruppe Laser-Mikrobearbeitung werden ultrakurzpulslaserbasierte Materialbearbeitungsprozesse entwickelt, untersucht und für industrielle Anwendungen optimiert. Ziel ist es, die Lasermaterialbearbeitung im Mikro- und Nanometerbereich grundlagen- und anwendungsorientiert voranzubringen. Die Gruppe Nanomaterialien erforscht die Herstellung von Nanopartikeln und Nanomaterialien durch gepulsten Laserabtrag in Flüssigkeiten. Auf diese Weise können Nanopartikel aus nahezu beliebigen Materialien mit hoher Reinheit und Prozesssicherheit hergestellt werden, da potentiell schädliche Emissionen durch das flüssige Abtragsmedium verhindert werden. Lasergenerierte Nanopartikel haben vielfältige Einsatzgebiete, insbesondere in der Medizin und der Energietechnik.

Förderprogramme

Mittels Kurzpuls-Laserlithographie hergestellte Strukturen werden bei der Realisierung von photonischen und plasmonischen Komponenten sowie von Metamaterialien verwendet. Auch in der Oberflächenfunktionalisierung, Mikromechanik und Mikrofluidik, wie bei der Herstellung von dreidimensionalen Gerüsten aus biologischem Zellmaterial oder von Implantaten für die Biomedizintechnik kommen diese Strukturen zum Einsatz.

Zur Durchführung der einzelnen Forschungsvorhaben ist die Abteilung Nanotechnologie an verschiedenen Sonderforschungsbereichen (SFB 599, Transregio 37) und diversen nationalen (DFG SPP1391, BMBF, DAAD, Spitzencluster REMEDIS), europäischen und internationalen Projekten beteiligt. Hervorzuheben ist die Beteiligung der Abteilung Nanotechnologie an den hannoverschen Exzellenzclustern QUEST und REBIRTH. Darüber hinaus wird in der Abteilung ein kommerziell verfügbares, kompaktes System zur Herstellung von 3D-Mikro- und Nanostrukturen durch Zwei-Photonen-Polymerisation angeboten und stetig weiterentwickelt. Diese im Turn-Key-Betrieb arbeitende Anlage ermöglicht dem Anwender, schnell und bequem beliebige komplexe 3D-Strukturen herzustellen.

Internationale Partner

Die Abteilung pflegt weitreichende Vernetzungen mit Universitäten und Industriepartnern auf europäischer und internationaler Ebene.