Forschungstrio: TU Graz eröffnet zeitgleich drei CD-Labors

Die Fabrikation von 3D-Nanosonden, funkbasierte Ortungssysteme und die Porosität von Papier werden an den drei neuen Christian Doppler Labors erforscht, die am 25. April an der TU Graz eröffnet wurden.

Zwei Männer, links mit grauem Hemd, rechts mit blauem Hemd, in der Mitte eine Frau mit oranger Bluse stehen in einem Gang der umrahmt ist von Stahlträgern und Glas.

Die drei neuesten CD-Labor Leiter/innen der TU Graz: Harald Plank, Karin Zojer und Klaus Witrisal (v.l.) widmen sich ihren Forschungsschwerpunkten in Kooperation mit Unternehmenspartnern © Lunghammer - TU Graz

Mit der Fülle an startenden CD-Labors der TU Graz war zum ersten Mal überhaupt eine gleichzeitige Eröffnung von drei CD-Labors notwendig geworden. Mit dieser Dreifacheröffnung am 25. April verstärkt die TU Graz ihre Forschungskompetenz in den Fields of Expertise Advanced Materials Science und Information, Communication & Computing. Im Christian Doppler Labor für die direkte Fabrikation von 3D-Nanosonden steht unter der Leitung von Harald Plank eine neuartige 3D-Drucktechnologie für Nanosonden im Zentrum des Forschungsinteresses. Das CD-Labor für Ortssensitive Elektronische Systeme fokussiert sich unter der Leitung von Klaus Witrisal auf funkbasierte Ortungssysteme für Anwendungen, in denen Satellitensysteme nicht verfügbar oder unzureichend genau sind. Das CD-Labor für Stofftransport durch Papier wird von Karin Zojer geleitet und befasst sich mit verschiedenen Fragestellungen zur Porosität von Papier.

Die Forschungsbudgets der drei CD-Labors liegen zwischen 1,5 und 2 Mio. Euro für jeweils sieben Jahre, etwa die Hälfte davon wird von der öffentlichen Hand finanziert, die andere Hälfte von den jeweiligen Firmenpartnern. Beim feierlichen Startschuss in der Aula der TU Graz waren neben Rektor Harald Kainz auch der Präsident der Christian Doppler Gesellschaft Reinhart Kögerler und Vertreter/innen der Unternehmenspartner anwesend.

Wirtschaftsministerium fördert Grundlagenforschung als Wettbewerbsvorteil

„Für Christian Doppler Labors gibt es keine thematischen Vorgaben“, sagt Margarete Schramböck, Bundesministerin für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort. „Alle Themen, zu denen Unternehmen einen Forschungsbedarf haben, sind wichtig und zulässig. Gemeinsam mit höchster wissenschaftlicher Qualität ergeben sich daraus vielfältigste neue Erkenntnisse, sei es nun in der Materialforschung, im 3D-Druck oder für Industrie 4.0. Das macht unsere CD-Labors so wertvoll: sie bringen Wissenschaft und Wirtschaft zusammen und erarbeiten so die Grundlagen für vielfältige und oft unerwartete Anwendungen in relevanten Wirtschaftszweigen.“

Zehn aktive CD-Labors an der TU Graz

Innerhalb von sieben Monaten eröffnete die TU Graz gleich sechs neue Christian Doppler Labors und hält damit bei aktuell zehn CD-Labors. „Das zeigt die große Dynamik der TU Graz in Sachen CD-Labors. Diese Labors haben im Forschungsportfolio der TU Graz einen ganz besonderen Part, denn mit der gemeinsamen Arbeit von Forschenden und Firmenpartnern an grundlegenden Fragestellungen über die Dauer von sieben Jahren ist das Kooperationsmodell CD-Labor ein Musterbeispiel für industrieorientierte Grundlagenforschung“, sagt Rektor Harald Kainz. Es ist das erste Mal, dass drei CD-Labors an einem gemeinsamen Termin eröffnet wurden.

Die drei jüngsten CD-Labors der TU Graz im Überblick

CD-Labor für direkte Fabrikation von 3D-Nanosonden

Leitung: Harald Plank
Unternehmenspartner: GETec Microscopy GmbH
Die Fabrikationsmethode der fokussierten Elektronenstrahlabscheidung, kurz FEBID („Focused Electron Beam Induced Deposition“) steht im Fokus des CD-Labors von Harald Plank. Mit dieser Technologie können funktionelle Nanostrukturen auf nahezu jedem Material und selbst auf unebenen Oberflächen in einem einzigen Schritt direkt hergestellt werden. Während dies für planare Strukturen mittlerweile gut funktioniert und sich beispielsweise Nano-Gassensoren zur detaillierten Abgas- oder Giftstoffmessung mittels mobiler Endgeräte anfertigen lassen, steht die FEBID-Herstellung komplexer, freistehender 3D-Architekturen noch mehr am Anfang. Gemeinsam mit dem Industriepartner GETec Microscopy GmbH wollen Laborleiter Harald Plank und das Team des CD-Labors mikroskopische Oberflächen mittels FEBID funktionalisieren und Konzepte für neuartige 3D-Nanosonden erforschen. Dazu Harald Plank: „Mit FEBID-basierten 3D-Nanodruckern können bereits fertige Mikro- und Nanobauteile gezielt modifiziert werden. Dadurch lässt sich beispielsweise die Performance von Rasterkraftmikroskopen deutlich steigern, indem spezielle 3D-Strukturen als Nanosonden agieren um zusätzliche Materialinformationen mit Nanometerauflösung zugänglich zu machen. Für die Produkte unseres Industriepartners GETec ergeben sich so neue Möglichkeiten im Bereich der hochlokalisierten, korrelierten Materialanalyse.“
Dieses CD-Labor ist an der TU Graz im Field of Expertise „Advanced Materials Science“ verankert.

CD-Labor für Ortssensitive Elektronische Systeme

Leitung: Klaus Witrisal
Unternehmenspartner: SES-imagotag GmbH
Dieses CD-Labor unter der Leitung von Klaus Witrisal beschäftigt sich mit Ortungssystemen für Anwendungen, in denen Satellitensysteme nicht verfügbar oder unzureichend genau sind, etwa in Innenräumen. Ein Schwerpunkt der Forschung liegt dabei auf funkbasierten Messverfahren. Ortssensitive elektronische Systeme verfügen über die Fähigkeit, die Position ihrer Systemknoten im Raum zu bestimmen, wodurch ein digitales Modell der realen Anordnung gewonnen wird. „In Zusammenarbeit mit unserem Firmenpartner SES-imagotag GmbH arbeiten wir beispielsweise an Anwendungen für den Einzelhandel, wo mittels Ortungstechnologie ein interaktives Einkaufserlebnis wie im Onlinehandel erreicht werden soll“, erklärt Witrisal. Langfristiges Ziel ist es, theoretische Grenzen von solchen ortssensitiven Systemen zu untersuchen sowie Schlüsselalgorithmen und Hardwarekomponenten für diese zu entwickeln und zu validieren. Herauskommen soll ein „kognitives“ Sensorsystem, das bedeutet, dass die Sensoren nicht nur Messwerte erfassen und verarbeiten, sondern daraus auch Schlussfolgerungen ableiten können. Zusätzliche Expertise in Mikrowellen-, Mess- und Schaltungstechnik wird durch ein externes Modul an der TU Wien eingebracht, das von Holger Arthaber geleitet wird.
Dieses CD-Labor ist an der TU Graz im Field of Expertise „Information, Communication & Computing” verankert.

CD-Labor für Stofftransport durch Papier

Leitung: Karin Zojer
Unternehmenspartner: Mondi Gruppe
Papier ist mechanisch stabil, ein ökologisch und ökonomisch sehr attraktives Produkt und damit das Material der Wahl für viele Verpackungsanwendungen. Im Rahmen dieses CD-Labors steht die Porosität von Papier im Zentrum. Laborleiterin Karin Zojer fasst zusammen: „Wir wollen die papiereigene Porenstruktur verstehen und deren Einfluss auf den Transport diverser Teilchenarten durch Papier erklären. Erst mit diesem Wissen lässt sich die Porosität von Papier rasch und optimal an eine gewünschte Verpackungsanwendung anpassen“. Mit dem Industriepartner Mondi Gruppe an der Seite wird die Porenstruktur von Papier mikroskopisch untersucht. Darauf aufbauend entstehen mathematische Modelle, mit denen verschiedene Transportvorgänge durch Papier wissenschaftlich untersucht werden. Ziel der Modellierung ist die Vorhersage, wie einzelne Transportvorgänge durch Papier von der Porenstruktur bestimmt werden. Das betrifft etwa die Rolle der Poren bei der Trocknung von Tintentropfen während der Bedruckung, bei Entlüftungsvorgängen bei der Befüllung von Schüttgut in Papiersäcke oder die Diskussionen über die Wechselwirkungen zwischen Verpackung und verpacktem Gut, die insbesondere für Lebensmittelverpackungen von großer Bedeutung sind.
Dieses CD-Labor ist an der TU Graz im Field of Expertise „Advanced Materials Science” verankert.

Aktive CD-Labors der TU Graz:

  • CD-Labor für Ortssensitive Elektronische Systeme
  • CD-Labor für die direkte Fabrikation von 3D-Nanosonden
  • CD-Labor für Stofftransport durch Papier
  • CD-Labor für Methoden zur Qualitätssicherung von autonomen Cyber-Physikalischen Systemen
  • CD-Labor für Design von Hochleistungslegierungen mittels thermo-mechanischer Prozesstechnik
  • CD-Labor für modellbasierte Regelung komplexer Prüfstandssysteme
  • CD-Labor für bürstenlose Antriebe für Pumpen- und Lüfteranwendungen
  • CD-Labor für Faserquellung und deren Einfluss auf die Papiereigenschaften
  • CD-Labor für Semantische 3D Computer Vision
  • CD-Labor für Lithium-Batterien – Alterungseffekte, Technologie und neue Materialien

Information

In Christian Doppler Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschafterinnen und Wissenschafter kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft international als Best-Practice-Beispiel. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort (BMDW). 

Kontakt

Ass.Prof. Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.techn. Harald PLANK
Institut für Elektronenmikroskopie und Nanoanalytik
Tel.: +43 316 873 8821, harald.plank(at)felmi-zfe.at

Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Klaus WITRISAL
Institut für Signalverarbeitung und Sprachkommunikation
Tel.: +43 316 873 4431, witrisal(at)tugraz.at

Dipl.-Phys. Dr.rer.nat Karin ZOJER
Institut für Festkörperphysik
Tel.: +43 316 873 8974, karin.zojer(at)tugraz.at