{"id":184156,"date":"2019-09-06T11:30:29","date_gmt":"2019-09-06T09:30:29","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=184156"},"modified":"2019-09-06T11:30:29","modified_gmt":"2019-09-06T09:30:29","slug":"durchbruch-in-sensor-und-navigationstechnologie-dank-graphen-moeglich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/durchbruch-in-sensor-und-navigationstechnologie-dank-graphen-moeglich\/","title":{"rendered":"Durchbruch in Sensor- und Navigationstechnologie dank Graphen m\u00f6glich"},"content":{"rendered":"

Ein internationales Team aus Wissenschaftlern der K\u00f6niglich Technischen Hochschule (KTH)<\/a> in Stockholm und des Aachen Graphene & 2D Materials Centers<\/a> entwickelte k\u00fcrzlich den weltweit kleinsten Beschleunigungssensor. Dies k\u00f6nnte ein sensationeller Durchbruch in der Sensor- und Navigationstechnologie werden. Als Basis nutzte das Team die herausragenden mechanischen und exzellenten leitenden Eigenschaften von Graphen. Zudem kommt bei der Entwicklung auch die ultrad\u00fcnne Schichtstruktur des Materials entgegen.<\/p>\n

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Xuge Fan, KTH Stockholm \u00a9KTH\/Aachen Graphene & 2D Materials Center<\/figcaption><\/figure>\n

\u201eDie Zukunft f\u00fcr sehr kleine Beschleunigungssensoren ist vielversprechend\u201c, erkl\u00e4rt Xuge Fan vom Institut f\u00fcr Micro- und Nanosysteme der KTH Stockholm. \u201eSolche Sensoren k\u00f6nnen bei Handys die Navigation verbessern, als Schrittz\u00e4hler und in Mobile Games Anwendung finden sowie in \u00dcberwachungssystemen f\u00fcr Herz-Kreislauf-Erkrankungen eingesetzt werden. Des Weiteren k\u00f6nnen sie als Grundlage von Motion-Capture-Wearables dienen, mit denen kleinste Bewegungen des menschlichen K\u00f6rpers erfasst werden.\u201c Und Fan erg\u00e4nzt: \u201eEbenso sind solche NEMS-Transducer als Basis f\u00fcr die Charakterisierung der mechanischen und elektromechanischen Eigenschaften von Graphen nutzbar.\u201c<\/p><\/blockquote>\n

Nach MEMS folgen NEMS<\/h3>\n

Denn w\u00e4hrend seit mehreren Jahrzehnten mikroelektromechanische Systeme (MEMS) eine wichtige Basis f\u00fcr Innovationen in der Sensor- und den Medizintechnologie bildeten, wird nun mit nanoelektromechanischen Systemen \u2013 kurz NEMS \u2013 die n\u00e4chste Entwicklungsstufe erreicht.<\/p>\n

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NEMS \u00a9KTH\/Aachen Graphene & 2D Materials Center<\/figcaption><\/figure>\n

Dazu Professor Max Lemme, Inhaber des Lehrstuhls f\u00fcr Elektronische Bauelemente der RWTH Aachen und Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer der AMO GmbH:<\/p>\n

Die erste Idee zu Sensoren aus Graphen-Membranen kam uns ca. 2012. Die ersten Ergebnisse wurden dann in den folgenden Jahren ver\u00f6ffentlicht. Die Idee zu diesem konkreten Beschleunigungssensor entstand dann auf Basis dieser Ergebnisse, etwa 2015.”<\/p><\/blockquote>\n

Und er erg\u00e4nzt_<\/p>\n

\u201eBereits in den letzten Jahren hat unsere Zusammenarbeit mit der KTH das Potenzial von Graphenmembranen f\u00fcr Druck- und Hall-Sensoren und f\u00fcr Mikrophone bewiesen. Nun wird das Anwendungsspektrum durch Beschleunigungssensoren erg\u00e4nzt.\u201c<\/p><\/blockquote>\n

Noch einige Schritte bis zur Produktion<\/h3>\n

Lemme ist optimistisch, dass das Material in einigen Jahren zur Marktreife gelangt:<\/p>\n

“Um dies zu erreichen, arbeiten wir an industriekompatiblen Herstellungs- und Integrationsmethoden.\u201c<\/p><\/blockquote>\n

Zudem freut sich der Professor \u00fcber das gute Beispiel f\u00fcr die Arbeit am Aachen Graphene & 2D Materials Center \u2013 einem Konsortium der RWTH Aachen und der AMO GmbH:<\/p>\n

\u201eDie Forschung an Graphen und an zweidimensionalen Materialien ist durch die iterative R\u00fcckkopplung von Grundlagen- und angewandter Forschung gekennzeichnet. Wir versuchen beispielsweise erst j\u00fcngst entdeckte Materialeigenschaften sofort in Anwendungen umzusetzen \u2013 das ist es, was unsere Arbeit so spannend macht.\u201c<\/p><\/blockquote>\n

Doch Lemme warnt vor zu viel Euphorie:<\/p>\n

“Der Sensor ist ein Prototyp. Wir haben nat\u00fcrlich die Reproduzierbarkeit im Labor getestet und nachgewiesen, aber f\u00fcr eine Produktion sind noch viele Schritte notwendig.”<\/p><\/blockquote>\n

Wann nun tats\u00e4chlich einer von dem Konsortium entwickelten Sensoren auf den Markt kommt, ist noch ungewiss:<\/p>\n

“Das h\u00e4ngt neben der technischen Verbesserung auch von kommerziellen Fragestellungen ab. Au\u00dferdem muss die Graphen-Technologie unabh\u00e4ngig von der Anwendung auf\u00a0 einen produktionsf\u00e4higen Stand gebracht werden.”<\/p><\/blockquote>\n

Zu dieser Fragestellung hatte das Team im Mai eine \u00dcbersicht in der Zeitschrift Nature Materials<\/a> ver\u00f6ffentlicht. Und die n\u00e4chsten Forschungsschritte beschreibt der Lemme wie folgt:<\/p>\n

“Wir wollen im Rahmen des Graphen Flagship Projektes eine Pilotlinie f\u00fcr Protoypenfertigung entwickeln, zusammen mit Partnern in Belgien, Finland, Spanien, England und Deutschland. Das w\u00fcrde es uns und unseren Industriepartnern erm\u00f6glichen, die Graphen-Technologie auf einen wesentlich h\u00f6heren Technologiereifegrad zu bringen. Das ist unabdingbar, um Graphen in Produkte in der Nanoelektronik, Photonik und Sensorik zu bringen.”<\/p><\/blockquote>\n

Die aktuelle Arbeit w\u00fcrde k\u00fcrzlich in der Fachzeitschrift \u201eNature Electronics\u201c<\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n

Gef\u00f6rdert wurde die Forschung vom Europ\u00e4ischen Forschungsrat durch die Starting Grants M&M\u2019s (277879) und InteGraDe (307311), dem Schwedischen Forschungsrat (GEMS, 2015-05112), dem China Scholarship Council CSC (Scholarship Grant), dem Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (NanoGraM, BMBF, 03XP0006C), der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG, LE 2440\/1-2) und der Europ\u00e4ischen Kommission (Graphene Flagship, 785219).<\/p>\n

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