Die Technologie mit den winzigen Strukturen hat ein großes Marktpotenzial. »Deutsche Unternehmen werden nur dann von dem künftigen Megamarkt Nanotechnologie profitieren, wenn Forscher, Entwickler und Unternehmen zusammenarbeiten«, betont Professor Hans-Jörg Bullinger, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Mit dem Innovationscluster `nano for production` werden gezielt Exzellenz und Kompetenz in dieser Schlüsseltechnologie gebündelt, damit Forschungsergebnisse rasch in marktfähige Produkte umgesetzt werden.«

Die Ausgangsbasis für den Cluster in Dresden ist sehr gut: Bereits jetzt arbeiten etwa 80 Firmen in Dresden erfolgreich mit nanotechnologischen Verfahren, vor allem Automobilzulieferer und Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau. Am Innovationscluster »nano for production« sind zwölf Unternehmen direkt beteiligt, darunter Koenig & Bauer, Deutsche Solar, Q-Cells, von Ardenne Anlagentechnik. Wissenschaftler der TU-Dresden, zwei Leibniz Institute, das Forschungszentrum Rossendorf und fünf Fraunhofer-Institute tragen ihr Know-how bei. Die Zusammenarbeit von Firmen und Forschern in Sachsen hat sich bereits bewährt: Seit 1998 kooperieren Experten im Kompetenzzentrum »Ultradünne funktionale Schichten«, deren Geschäftsstelle am Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden angesiedelt ist.

In der Nanowelt gelten andere Gesetze als in der Makrowelt. Materialien verändern in Nanogröße ihre Eigenschaften – sie haben einen anderen Schmelzpunkt, eine andere elektrische Leitfähigkeit oder besondere optische Eigenschaften. Diese Fähigkeiten nutzen die Wissenschaftler, um Oberflächen zu veredeln. So werden sie kratzfest, Schmutz abweisend oder antibakteriell, schützen vor Korrosion oder Verschleiß. Computerfestplatten und Rasierklingen erhalten auf diese Weise die vom Hersteller gewünschten Eigenschaften. Ein weiteres Forschungsgebiet sind neue Verfahren mit Nanopartikeln. Stärker als Stahl, leichter als Aluminium und extrem leitfähig sind Carbon-Nanotubes, kurz CNT. Die erstaunlichen Eigenschaften der winzigen Röhrchen aus Kohlenstoffatomen können bisher jedoch nur eingeschränkt genutzt werden, denn der Werkstoff lässt sich nur schwer mit anderen Materialien verbinden. Erste Produkte sind auf dem Markt, der Schlüssel für den industriellen Einsatz sind neue kostengünstige Verfahren zum einen zur Herstellung der Nanotubes, zum anderen für die Weiterverarbeitung. Das dritte Arbeitsfeld ist die Nanostrukturierung von Oberflächen. Weil lithografische Verfahren für die Herstellung von Nanostrukturen teuer und aufwändig sind, suchen Forscher alternative Wege: Mit neu entwickelten Plasmaquellen, die unter Atmosphärendruck und nicht wie bisher in Vakuumanlagen eingesetzt werden können, soll die Fertigung dieser Massenprodukte erheblich vereinfacht werden: Ausgehend von einer Plasmaquelle wird die Oberfläche mit Ionen beschossen, um die gewünschten Strukturen zu erhalten.

»Um die Defizite bei der kommerziellen Umsetzung zu beheben, sind unter dem Dach des Innovationsclusters ‘nano for production’ vielfältige Aktivitäten geplant. Wir erarbeiten Verfahren für die drei Forschungsbereiche Nanoschichten, Nanopartikel und Nanostrukturen«, erklärt Professor Eckhard Beyer, Leiter des IWS. »Im Nanoproduktionstechnikum werden Herstellungsverfahren für Nanopulver und Nanotubes sowie für Nanoschichten und -strukturen weiterentwickelt. Produktionsnahe Anlagen stehen dort zur Verfügung, um kostengünstige Herstellungsverfahren zu demonstrieren und zu testen.« Wie sich diese Technologien im Unternehmen einsetzen lassen, können Fach- und Führungskräfte in den praxisorientierten Kursen an der Fraunhofer Technology Academy lernen.

Fraunhofer-Gesellschaft.