DEUTSCH & ENGLISH - Swiss Nano Cube

November 2008 www.empower-nano.com
No.4
Nanotechnologie macht mehr aus Licht
Nano Technology: Managing Light
Strom in unsichtbaren Leitern
Electric Current Through Invisible Conductors
Technologietransfer auf Augenhöhe
Eye-to-Eye Technology Transfer
DEUTSCH
&
ENGLISH

„Für die, die so erzogen wurden wie wir, sind nicht die neuen
Ideen das Problem. Das Problem ist, den alten zu entrinnen,
die sich in jedem Winkel unseres Geistes breitgemacht haben.”
“The difficulty lies not in the new ideas, but in escaping the old ones,
which ramify, for those brought up as most of us have been,
into every corner of our minds.”
(John Maynard Keynes)
empowering nano
Inhalt
Titelthema
Vision
Forschung
Anwendung
Produkte
Szene
Vorschau
Informationen
6
20
23
INHALT
Nanotechnologie
macht mehr aus Licht
Licht-Ideen aus dem Saarland für
Nachrichtentechnik, Computer,
Medizin.
Strom in
unsichtbaren Leitern
Transparente, leitfähige Werkstoffe
dank chemischer Nanotechnologie.
Technologietransfer
auf Augenhöhe
Faire Patentregelungen für Grund-
lagenforscher und industrielle
Anwender.
4 Kunstvolle Schärfe
13 Schneller den freien Parkplatz finden
14 Die Augen des Zellbiologen
14 Reibungslose Stille
15 Pflegeleicht-Veredelung
15 Nano in der Brieftasche
15 Antireflexionsschicht macht
Solarzellen effizienter
16 Das Saarland fördert
„Nano + Bio Saar 2012“
16 Physik-Nobelpreisträger
Peter Grünberg
17 KIST Europe baut an
17 NANO-X weltweit
18 Lebende Zellen
tiefgekühlt archivieren
19 Empowering Nano
zu Gast in Korea
26 Vorschau
26 Das Nano-Gewinnspiel
27 Backlist
27 Termine und Impressum
6
20
23
CONTENTS
Nano Technology:
Managing Light
Using light for better IT, PCs
and diagnostics: ideas
from Saarland
Electric Current Through
Invisible Conductors
Transparent, conductive materials
through chemical nanotechnology.
Eye-to-Eye
Technology Transfer
Research institutes build bridges
between basic research and
industrial applications.
... Unsere weiteren Themen ... Our other Themes
4 Artfully Keen Blades
13 Hassle-free parking
14 The Eyes of the Cell Biologist
14 Peace and Quiet
15 Easy-care face mask
15 Nanos in your wallet
15 Antireflective coating makes
solar panels more efficient
16 Saarland promoting
“Nano + Bio Saar 2012“
16 Peter Grünberg,
Nobel Prize Winner in Physics
17 KIST Europe expands
17 NANO-X All Over the World
18 Archives of Frozen
Living Cells
19 „Empowering Nano“
Visits Korea
26 Preview
26 The nano raffle
27 Back issues
27 Dates and Flag
3

Kunstvolle Schärfe
empowering nano
Anwendung
Durchzogen von wellenförmigen Mus-
tern, äußerst biegsam, bruchfest und so
scharf, dass man angeblich ein Seidentuch
in der Luft damit zerteilen konnte: Die wun-
dersamen Klingen aus der syrischen Stadt
Damaskus, wo schon zu Zeiten der Kreuz-
züge ein wichtiger Handelsplatz für Waffen
war. Seit Jahrzehnten versuchten Wissen-
schaftler, das Geheimnis der beständigen
Schärfe zu lüften. Vor etwa zwei Jahren ge-
lang es Forschern der Technischen Universi-
tät Dresden, das Rätsel zu lösen. Mit verblüf-
fendem Resultat: In Damaszenerschwertern
sorgen Kohlenstoff-Nanoröhren für Schärfe
und Stabilität. Nanotechnologie war aber
damals noch völlig unbekannt.
Artfully Keen Blades
In addition to their artful marbled pat-
terns, extreme flexibility and virtual in-
destructibility, Damascus blades are so sharp
it‘s said they can slice a silk scarf in the air.
These marvelous blades have made the Syri-
an city of Damascus an important weapons
trading center since the crusades. For deca-
des now, scientists have been trying to shed
some light on their invariable sharpness.
About two years ago, researchers at the
Technical University of Dresden managed to
solve the mystery – with amazing findings: it
is carbon nano tubules that make Damascus
swords so sharp and so tough, even though
nanotechnology wasn‘t even dreamed of at
the time these blades were made.
Perfekte Kombination
aus Material und
Schmiedeverfahren
Die Erkenntnisse um das Schmieden die-
ser „perfekten“ Klingen gewann man durch
die Untersuchung einer echten Damaszenerklinge
aus dem 17. Jahrhundert. Dazu wurde
ein Stück der Klinge in Salzsäure aufgelöst
und unter einem Elektronenmikroskop
analysiert. Die Forscher erkannten, dass der
Damast-Stahl neben winzigen Fäden aus
Eisenkarbid, sogenanntem Zementit, auch
Kohlenstoff-Nanoröhrchen enthielt. Und
obwohl sich Zementit in Salzsäure komplett
auflöst, blieben unvollständig gelöste
Fäden davon übrig. Diese Zementit-Fäden
waren möglicherweise in den Kohlenstoff-
Nanoröhrchen eingeschlossen und somit geschützt.
Sicher ist, dass die so entstandenen
A perfect combination of
materials and forging
techniques
Examination of a genuine 17th century
Damascus sword revealed how the admira-
ble swords were forged. When researchers
dissolved a piece of blade in hydrochloric
acid and analyzed it under an electron mi-
croscope, they found that it contained – in
addition to minute threads of iron carbide
or „cementite“ – tiny carbon nano tubules.
As it happens, although the cementite com-
pletely dissolved in hydrochloric acid, some
imperfectly dissolved threads remained. It
could be that these cementite threads were
locked within the carbon nano tubules and
in this way protected. What is certain is that
it is the cementite nano threads formed in
this way that create the ingrained wave-like
pattern of the blades. It has not yet been
proved that it is these threads that also lend
the blades their extreme sharpness, but it is
considered probable.
Zementit-Nanofäden das wellenartige Mus-
ter der Klingen bestimmen. Ob sie auch für
die enorme Schärfe verantwortlich sind, ist
noch nicht bewiesen, gilt jedoch als wahr-
scheinlich.
Grundmaterial der Damaszenerklingen
war Wootz, ein aus sehr reinem Eisen beste-
hender Rohstahl. Das genaue Schmiedever-
fahren kennt man nicht. Man vermutet aber,
dass die Handwerker durch Probieren ein
thermisches Verfahren optimiert hatten, das
erfahrungsgemäß besonders scharfe Klin-
gen ergab: Das Metall wurde zwischen den
Schmiedegängen immer wieder auf eine
bestimmte Temperatur gebracht, abgekühlt
und sofort wieder erhitzt. Aus der Analyse
der Damaszenerschwerter hofft man, Anregungen
für die heutige Stahlproduktion ziehen
zu können. [PS]
The basic substance for the Damascus
blades was wootz, a raw steel derived from
very pure iron. The exact forging methods
have unfortunately been lost. But it is believed
that by trial and error master smiths optimized
a thermal procedure that could produce
the extraordinarily sharp blades. Again
and again, between the various steps of forging,
the metal was reheated to a particular
temperature, cooled and then reheated at
once. It is hoped that analysis of Damascus
swords will generate fresh ideas for modern
steel production. [PS]
5

6 Titelthema empowering nano
empowering nano Titelthema
7
Nanotechnologie
macht mehr aus Licht
Mit Hilfe der Nanotechnologie machen saarländische Forschungsinstitute und
Unternehmen sich das Licht untertan: Das Spektrum reicht von kurzfristig realisierbaren
Anwendungen für mehr Energieeffizienz und bessere Diagnostik in der Medizin
bis hin zu visionären Ansätzen zur Beherrschung der steigenden Informationsflut.

„Die Optik ist neben der chemischen Na-
notechnologie ein zweites wichtiges strategi-
sches Geschäftsfeld der Nanogate AG“, erklärt
Dr. Martin Klenke. Wachstumstreiber ist eine
Anwendung, die das börsennotierte Unterneh-
men entwickelt hat: „Dotfarm ® -Optics“ sorgt
dafür, dass mit winzigen Strukturen eine sehr
hohe Verstärkung der Lichtintensität einer
Lichtquelle in eine gezielte Richtung möglich
ist“, beschreibt Klenke das Verfahren. Die
benötigte Energie kann dadurch wesentlich
effizienter genutzt werden. Die nanoskaligen
Gitterstrukturen, die das Licht lenken, werden
direkt auf den Lichterzeuger (z.B. Leuchtdiode)
aufgedruckt. Das gibt Designern völlig neue
Freiheiten bei der Gestaltung von Leuchten.
Darüber hinaus ergeben sich in der Signaltechnik
neue Anwendungsfelder, denn dort
kommen viele winzige Leuchtdioden zum
Einsatz. „In jedem modernen Automobil findet
man eine Vielzahl solcher Dioden, etwa in
Warnanzeigen, die ihr Licht halbkreisförmig
abstrahlen, obwohl der Signaleffekt nur in einer
bestimmten Richtung gebraucht wird. Für
diese winzigen Bauteile und die Menge, die
man in der Autoelektrik benötige, käme eine
herkömmliche optische Linse als Konzentrator
viel zu teuer“, so Martin Klenke. „Dotfarm ® -
Optics verstärken das Licht in der gewünschten
Richtung bei gleichem Energieeinsatz um bis
zu das Zwanzigfache.“
Das Automobil, dessen Oberflächen schon
heute zum großen Teil alle nano-optimiert sind,
nutzt zunehmend auch im Innenraum die Vorteile
dieser Technologie. Fahrer von Oberklassefahrzeugen
kommen demnächst auch in einen
Genuss, der für Piloten im Flugzeug längst
Alltag ist: „Statt während der Fahrt ständig
den Blick zwischen der Straße und dem Armaturenbrett
hin und her wandern lassen zu müssen,
können demnächst die wichtigsten Informationen
über eine Spiegelkonstruktion direkt
in die Windschutzscheibe gespiegelt werden“,
erklärt Dr. Nora Laryea, Abteilungsleiterin bei
der NANO-X GmbH. Das Unternehmen hat
eine Kratzfestbeschichtung auf Polycarbonat-
Basis entwickelt, die für eine homogene, optisch
einwandfreie Scheibe und damit für
ungetrübte Sicht sorgt. Der Clou dabei: Die
Beschichtung kann über Schleuderauftrag appliziert
und mit UV-Licht gehärtet und getrocknet
werden. Das geht schnell, spart Material
und vermeidet eine thermische Belastung des
Materials. Mit der gleichen Substanz könnten
auch Lupen und Linsen beschichtet werden.
Licht mit Folien managen
Nanotechnologische Anwendungen, reali-
sierbar in naher Zukunft, findet man im Saarland
im Programmbereich „Glas und Optik“ des
renommierten INM-Leibniz-Instituts für Neue
Materialien. Dort arbeitet Dr. Peter W. de
Oliveira mit seinem Team an der Entwicklung
neuer Materialien auf Nanokompositbasis und
ihrer Anpassung auf Anwendungen in der Optik.
Dazu nutzt er eine besondere Eigenschaft
von Nanopartikeln: Sind diese kleiner als 10-
15 nm, verschwindet die Lichtstreuung in dem
Kompositmaterial fast vollständig: „Wir können
so neue Eigenschaften in durchsichtige
Werkstoffe ‚importieren‘ und optische Linsen
oder Diffusoren preisgünstig und je nach Bedarf
maßschneidern“, beschreibt Oliveira seine
Arbeit.
„Zum Beispiel haben wir Lichtmanagementfolien
entwickelt, die die Spiegelung auf
Bildschirmen verschwinden lassen. So entsteht
auch bei seitlichem Lichteinfall ein sehr helles
und kontrastreiches Bild. „Die Folie kann auch
leitfähig gestaltet werden und wird damit
für Touchscreen-Anwendungen interessant“,
so Dr. OIiveira. Diese Folien können vielleicht
bald sogar Leben retten: „Zugvögel nehmen
verglaste Fassaden von Wolkenkratzern nicht
als Hindernis wahr und prallen dagegen. Das
ist in den USA ein großes Problem. Wir entwickeln
gerade Folien, die für Menschen unsichtbar
bleiben, aber dem Vogel signalisieren,
dass er tunlichst einen Umweg fliegen sollte.
Damit könnten wir das Leben Tausender Zugvögel
retten“, so Oliveira. Wie das genau funktioniert,
will er allerdings noch nicht verraten:
„Das Patent ist noch nicht angemeldet.“
Auch Hologramme, die immer häufiger
als Schmuck oder Echtheitszertifikate eingesetzt
würden, seien letztlich Diffusoren, die
auf Kunststofffolie und, mit einem neuen Verfahren
des INM, auch auf Glas, Keramik oder
Stahl aufgebracht werden könnten. Das Institut
unterstützt anwendende Unternehmen
dabei weit über die Laborphase hinaus: Mit
einer neuen Folienbeschichtungsanlage, mit
der Kunststofffolien, Textilien und Papier bis zu
einer Breite von 160 cm beschichtet werden
können, wird die industrielle Anwendbarkeit
der im INM entwickelten Verfahren vor Ort
getestet.
Diagnostik
Medizinische Lösungen für die nächsten
Jahrzehnte sucht das Fraunhofer Institut für Biomedizinische
Technik (IBMT) in St. Ingbert. Die
Arbeitsgruppe der Biomedizinischen Optik entwickelt
ein neuartiges Verfahren der Mikroskopie,
das die hohe Eindringtiefe der Ultraschallverfahren
mit dem Kontrastreichtum optischer
Methoden kombiniert: die photoakustische
Mikroskopie. „Für die biomedizinische Anwendung
dieser neuen Mikroskopieform werden
derzeit verschiedene nanopartikuläre Kontrastmittel
getestet. Diese sollen sich gezielt in
krankhaftem Gewebe anreichern, so dass man
dieses photoakustisch detektieren kann“, erklärt
der Leiter der Gruppe Dr. Frank Stracke.
Die dafür benötigten Mikroskope werden im
Rahmen des BMBF geförderten Projekts „Poly-
sound“ am IBMT entwickelt. Weiterhin versuchen
die St. Ingberter im Projekt „Adonis“, mit
Hilfe eines Photoakustik-Kontrastmittels aus
Gold-Nanopartikeln dem Prostatakrebs auf die
Spur zu kommen.
Licht für terahertz-schnelle
Prozessoren
Eine geradezu futuristische Vision ist in der
Arbeitsgruppe des Saarbrücker Experimentalphysikers
Prof. Dr. Uwe Hartmann bereits Realität
geworden. Hier wird die Informationsübertragung
durch Licht in metallischen Leitern
untersucht. Die mittels Elektronenstrahllithographie
hergestellten Leiterstrukturen haben
Abmessungen von nur wenigen Nanometern
und leiten eine spezielle Form von Licht, die
so genannten Plasmonen, ohne große Verluste,
aber eben mit Lichtgeschwindigkeit, also um
ein Vielfaches schneller als mit elektronischen
Signalen. Zukünftig könnten so digitale Informationen
innerhalb eines Signalprozessors
oder zwischen verschiedenen optoelektronischen
Bauelementen übertragen werden. [PS]

12 Titelthema empowering nano
Nano Technology:
Managing Light
Saarland enterprises and research in-
stitutes are using nanotechnology to har-
ness light. The spectrum of efforts ranges
from applications that will be realizable
in the short run – for greater energy effi-
ciency and better medical diagnostics – to
visionary approaches to cope with the ris-
ing floodwaters of information.
“When it comes to Nanogate company’s
corporate strategy, optics are second in im-
portance only to chemical nanotechnology,”
states Dr. Martin Klenke. One motor of growth
developed by the company, which is listed
on the Frankfurt stock exchange, is an application
called “Dotfarm ® -Optics”, which, as
Klenke goes on to explain, “is a process that
enables tiny structures to greatly strengthen
the light intensity of a given light source in a
given direction.” With this process, energy can
be used far more efficiently. Nano-sized grid
structures, which refract light, are impressed
directly upon the light source (e.g., a lightemitting
diode or LED). Designers thus gain an
entirely new dimension – far greater freedom
in designing lighting and lamps. There are also
new fields for application in signal technology,
where many minute light-emitting diodes are
employed. “Any modern automobile contains
a number of these diodes – in brake signals,
for instance, which shine their light in a semicircle
even though the signal they project only
really needs to beam in one particular direction.
The type of optical lens that we have had so far
would be far too expensive as an intensifier for
these tiny components in the quantities needed
in automobile electronics,” states Klenke.
“Now Dotfarm ® -Optics can intensify the light in
the desired direction by as much as 20 times
using the same amount of energy.”
For the most part, the external surfaces of
automobiles have already been “nano-optimized”
today. Now, increasingly, auto interiors
are also benefiting from the advantages of this
technology. Soon luxury-car drivers will be able
to enjoy what has long been everyday technology
for airplane pilots. “Instead of having to
shift your eyes constantly between the street
and the dashboard while you’re driving, key
information elements will soon be projected
via a mirror system directly onto the windshield,”
explains Dr. Nora Laryea, division head
at NANO-X. The company has developed a
polycarbonate-based non-scratch coating that
provides an even, optically flawless pane with
perfect, unimpeded vision. The secret is the addition
of a spin-applied coating which is then
hardened and dried using ultraviolet light. This
procedure can be done quickly, uses materials
economically, and does not subject substances
to thermal stress. The coating can also be used
on magnifying glasses and lenses.
Foils for managing light
The glass and optics program of the re-
nowned Leibniz Institute for New Materials
(INM) has numerous examples of Saarland nanotechnology
applications that will become reality
within the near future. Dr. Peter W. de Oliveira
and his team at the INM are working on
developing new materials based on nano composites
and adapting them to optics applications.
For this he is using another characteristic
of nano particles, which is that light scattering
is entirely eliminated in nanoparticles smaller
than 10-15 nm. “In this way we can ‘import’
new characteristics into transparent materials
and tailor optical lenses or diffusors to meet
people’s needs – and we can do it cheaply,”
Oliveira says.
“For example, we have developed light
management foils that eliminate reflection
on monitors.” The picture remains clear, with
full contrast, even with light entering from the
sides. “The foil can also be designed to be conductive,
which makes it interesting for touchscreen
applications,” says Dr. Oliveria. It is even
possible that such foils will soon be saving lives.
“Migrating birds do not perceive the glass facades
of skyscrapers as an obstacle: they fly full
speed right into them. This is a major problem
in the USA. We are just now developing foils
that are invisible to people but perceptible to
birds, who then realize that an object lies before
them, and that they must detour around
it. We could save the lives of thousands of migrating
birds with this,” says Oliveira. Just how
this is to function Oliveira will not yet say. “We
haven’t been awarded the patent yet.”
Holograms – used more and more often
as jewellery or as a seal of authenticity – are
essentially diffusors that one can overlay upon
plastic foil and, using a new procedure developed
by INM, on glass, ceramic or steel as well.
The institute supports the firms that use the
application far beyond the laboratory phase.
The industrial uses of the procedure developed
at INM are being tested on site at the factory
with a new foil lamination device that can coat
plastic foil, textiles and paper up to a width
of 160 cm.
Diagnostics
The Fraunhofer Institute for Biomedical
Engineering ( IBMT) in St. Ingbert is searching
for medical solutions for coming decades. The
working group for biomedical optics is developing
a new microscopy procedure that combines
the depth of penetration of ultrasound
with the rich contrast afforded by optical
methods: photoacoustic microscopy. “Various
nanoparticle contrast mediums are currently
being tested for biomedical application of this
new form of microscopy. These are to become
enriched in diseased tissue only, so that one
can detect such tissue photoacoustically,” explains
Dr. Frank Stracke, the group’s leader.
The microscopes needed for the procedure are
being developed at IBMT as part of the Polysound
project promoted by the German Federal
Ministry of Research and Technology (BMBF).
Within the framework of the Adonis project,
the St. Ingberters are also using a photoacoustic
contrast medium made up of gold nanoparticles
in an attempt to get at the root causes of
prostate cancer.
Light for terahertz-speed
processors
A truly futuristic vision has already become
reality in the workgroup of the Saarbrücken
experimental physicist Prof. Dr. Uwe Hartmann.
The workgroup examines the transfer of information
via light in metal conductors. The
conductor structures, produced by means of
electron beam lithography, measure just a few
nanometers. They conduct a special form of
light, “plasmons”, with virtually no loss yet at
the speed of light – that is, many times faster
than electronic signals. In the future, digital
information could be transferred in this way
within a signal processor or among various optoelectronic
components. [PS]
Junichi Saito, Executive Business
Director, Kyowa Hakko Chemical:
„Das nanotechnologische
Know-how aus dem Saarland
hat uns begeistert!“
Das Marktpotenzial rund um die Nano-
technologie ist enorm groß, in Asien wie in
Europa. Als international agierender Chemie-
konzern braucht man zuverlässige Partner, die
schnell, flexibel und höchst professionell arbei-
ten. Das nanotechnologische Know-how aus
dem Saarland hat uns seit dem ersten Messe-
auftritt 2005 in Tokyo begeistert, da es genau
das bietet, was wir brauchen, um neue Märkte
zu erobern und bestehende auszubauen.
Kyowa Hakko Chemical ist das Spezialchemieunternehmen
der japanischen Hakko Kirin-
Gruppe. Die Biotech-orientierte Pharmagruppe
mit Sitz in Tokio hat 8.000 Mitarbeiter.
Schneller den
freien Parkplatz
finden
Wenn sich ein Auto oder ein sonstiges
eisenhaltiges Objekt auf der Erdoberfläche
bewegt, ändert sich dort fast unmerklich
das Magnetfeld der Erde. Diese Änderungen
kann man registrieren - mit extrem
feinfühligen Nano-Magnetfeldsensoren, die
am Institut für Experimentalphysik der Saarbrücker
Universität entwickelt und von der
Votronic GmbH, St. Ingbert, mit der nötigen
Elektronik versehen werden.
Man misst damit den rollenden und
stehenden Verkehr auf Flughäfen oder die
Belegung von Parkplätzen. Seit Herbst erleichtern
die Sensoren, verbunden mit einem
großen Display, St. Ingberter Autofahrern
die Parkplatzsuche auf einem Parkplatz
im Stadtzentrum. Das Parkleitsystem wird
durch Werbung finanziert. [PS]
www.uni-saarland.de/fak7/
hartmann/index.htm
www.votronic.com
Junichi Saito, Executive Business
Director, Kyowa Hakko Chemical:
„We‘re excited by Saarland‘s
nanotechnology expertise“
The market potential for nanotechnology
is enormous in Asia – just as it is in Europe.
An international chemical company needs re-
liable partners who can work quickly, flexibly
and absolutely professionally. We’ve been en-
thusiastic about Saarland’s nanotechnology
know-how ever since its first trade fair appear-
ance in Tokyo in 2005. It offers us exactly what
we need to conquer new markets and expand
existing ones.
Kyowa Hakko Chemical is a specialty chemicals
company within the Hakko Kirin Group.
The biotech-oriented pharmaceuticals group
with headquarters in Tokyo, Japan, has 8,000
employees.
Hassle-free parking
As cars or other iron-containing objects
move over the earth’s surface, the earth’s
magnetic field changes – to a scarcely perceptible
degree. Saarbrücken University’s
Institute of Experimental Physics has developed
nano magnetic field sensors that
are so sensitive they can detect and record
these changes; Votronic company of St. Ingbert
supplies the electronic equipment
needed.
Mr. Junichi Saito,
Kyowa Hakko Chemical, Japan
Executive Business Director, Member of the Board
Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd Tokyo, Japan
www.kyowa.co.jp
The sensors can show both rolling and
stationary traffic at airports – or which
parking places are already taken. Since
last autumn such sensors, connected to a
large-scale screen, are making it easier for
St. Ingbert drivers to find a parking place at
a lot in the city center. The park-assistance
system finances itself through advertising
on the screen. [PS]

14 Produkte empowering nano empowering nano Produkte
Die Augen des Zellbiologen
Ultraschall- oder akustische Mikroskopie
wird zur zerstörungsfreien Diagnose von
elektronischen Bauteilen verwendet, war
bisher aber für Life Science-Anwendungen
zu ungenau. Um die mechanischen Eigenschaften
von lebenden Zellen und Gewebe
besser untersuchen zu können, hat man
beim Fraunhofer-Institut für Biomedizinische
Technik in St. Ingbert die Technik auf nahezu
allen Ebenen verbessert. Das Ergebnis
ist SASAM, „Saarland’s Scanning Acoustic
Microscope“.
„Durch diese Verbesserungen erreichen
wir einen wesentlichen höheren Rauschabstand
gegenüber herkömmlichen Ultraschall-
Mikroskopen. Hinzu kommt die verbesserte
digitale Signalverarbeitung. Diese Kombination
erlaubt es uns neue Einsatzgebiete zu
erschließen“, erklärt Dr. Eike Weiß, dessen
Reibungslose Stille
Wo im Auto Gummidichtungen auf
Glas, Metall oder Kunststoff treffen, stört
mitunter ein nerviges Quietschen den Kom-
fort der Fahrgäste. Mit einer hochbelast-
baren Nanobeschichtung lässt die Saarbrü-
cker Nanogate AG das nervende Geräusch
Firma kibero GmbH die Exklusiv-Lizenz zum
Vertrieb des Produkts hat. „Für zukünftige
Systeme ist der Einsatz von Nanopartikelbeschichtungen
für die akustischen Linsen
geplant, die sich zurzeit in der Entwicklung
befinden. Diese werden die Signalgüte und
-bandbreite durch eine verbesserte akustische
Anpassung weiter steigern.“
The Eyes of
the Cell Biologist
Ultrasound or acoustic microscopy, which
is used for disturbance-free analysis of electronic
building blocks, has always been too
inexact for life science applications – that is,
until now. For more precise examination of the
mechanical characteristics of living cells and
tissues, researchers at the Fraunhofer Institute
for Biomedical Technology (IMBT) in St. Ing-
verschwinden. An den Dichtungen der Tür
oder der Heckklappe sorgt sie für eine flexible
und vor allem geräuschlose Funktionalität.
Der Glashersteller Pilkington verwendet
die „Anti-Squeak“-Lösung bereits in Serie
für die Automobilindustrie. [PS]
bert have improved the technology on virtually
every level. The result is SASAM, “Saarland’s
Scanning Acoustic Microscope”.
“These improvements have enabled us to
achieve a considerably higher signal-to-noise
ratio than that of previous ultrasound microscopes.
Digital signal processing has been
improved, too. The combination of the two
permits us to explore new application areas,”
explains Dr. Eike Weiss, whose company, kibero,
has been awarded an exclusive license to market
the product. “The use of nanoparticle layers
for acoustic lenses, which are currently being
developed, is planned for future systems. These
lenses will improve signal quality and band
width through better acoustic adaptation.” [PS]
www.kibero.com
www.ibmt.fraunhofer.de
Peace and Quiet
In automobiles, wherever rubber sealing
rubs against glass, metal or plastic, irritating
squeaks arise. Saarbrücken’s Nanogate com-
pany has now succeeded in eliminating the
maddening little friction noises with a tough
nano coating that renders the sealing on doors
or rear hatch flexible and above all silent. The
glass manufacturer Pilkington has already put
the “anti-squeak” solution into mass production
for the automobile industry. [PS]
www.nanogate.de
www.pilkington.com
Pflegeleicht-Veredelung für Edelstahloberflächen
Glänzende, streifenfreie Edelstahloberflä-
chen sind nicht nur schöner, sondern auch hy-
gienischer. Jede Hausfrau kennt das Problem
mit den hässlichen Fingerabdrücken auf ihrem
Kühlschrank oder Herd. Eine dauerhafte Lösung
gegen Fingerabdrücke sowie Öl- und Fettver-
schmutzungen bietet die Oberflächenbeschich-
tung „NANOIDENT ® INOXSHIELD Antifingerprint“
aus dem Hause CTC Nanotechnology GmbH.
Einmal von Hand aufgetragen, soll die UV-und
wechseltemperaturbeständige Nano-Veredelung
bis zu zehn Jahren gegen Verschmutzungen und
Fingerabdrücke schützen. Die anwendungsfer-
tige Lösung ist absolut transparent und beeinträchtigt
die Optik der Edelstahloberfläche nicht.
Das Produkt eignet sich für polierte, gebürstete
und microporöse Edelstahloberflächen. [PS]
www.ctc-nanotechnology.com
Nano in der Brieftasche
Haben Sie einen EU-Führerschein aus
Deutschland? Wenn ja, dann ist das Dokument
höchstwahrscheinlich nanobeschichtet.
Die unsichtbare Beschichtung sorgt für
eine kratzfeste Oberfläche bei gleichzeitiger
Biegsamkeit des scheckkartengroßen Dokuments.
Die Beschichtung erfolgt zuerst, auf
dem Rohling. Erst anschließend wird das Dokument
mit dem Laserdrucker bedruckt. Der
Nano-Lack wurde vom Saarbrücker Leibniz-
Institut für Neue Materialien (INM) im Auftrag
der Bundesdruckerei entwickelt. [PS]
Robust and antimicrobic
An easy-care face mask
for stainless steel
Shining, smear-free stainless steel is not only
beautiful but hygienic. Every housewife is familiar
with the problem of unsightly fingerprints
on refrigerator and stove. NANOIDENT® IN-
OXSHIELD Antifingerprint surface coating, produced
by CTC Nanotechnology company, offers
Nanos in your wallet
Do you have an EU driver’s license from
Germany? If you do, it most likely has an
invisible nano coating, a tough yet supple
surface that keeps the credit-card-sized
document scratch-free. First the blank card
gets its nano coating, then a laser printer
adds the data for the final document. The
Bundesdruckerei, the German state supplier
of products and systems for ID security,
commissioned Saarbrücken’s Leibniz Institute
for New Materials (INM) with development
of the nano coating. [PS]
a permanent solution to the fingerprint problem
– and to oil and grease residues, too. One hand
application of the UV- and temperature-resistant
nano beauty treatment should guard against
stains and fingerprints for up to ten years. The
ready-to-apply solution – absolutely transparent
– is sure to enhance the elegance of stainless
steel surfaces. Perfect for polished, brushed and
micropore stainless steel surfaces. [PS]
Antireflexionsschicht
macht Solarzellen effizienter
Wissenschaftler am Rensselaer Polytech-
nic Institute in New York/USA haben eine
nanostrukturierte Antireflexionsschicht für
Solarzellen entwickelt. Damit beschichtete
Solarpanels können einen größeren Teil des
einfallenden Lichts verarbeiten, unabhängig
vom Einfallswinkel. Dadurch, so die Wissenschaftler,
sollen Nachführsysteme überflüssig
werden. [PS]
Antireflective coating makes
solar panels more efficient
Researchers at Rensselaer Polytechnic Institute,
New York, USA, have developed a
new nanostructured antireflective coating
for solar panels. It allows those panels to
absorb the entire solar spectrum from nearly
any angle, regardless of the sun’s position in
the sky. Thus, the researchers claim, systems
for automated alignment of panels are not
necessary anymore. [PS]
www.rpi.edu
15

16 Szene empowering nano
empowering nano Szene
17
Das Saarland fördert
„Nano + Bio Saar 2012“
Das Saarbrücker Kompetenznetzwerk
NanoBioNet erhält vom saarländischen Ministerium
für Wirtschaft und Wissenschaft
Fördermittel von 1,63 Mio. Euro für das Projekt
„Nano + Bio Saar 2012“.
Minister Joachim Rippel: „Die Landesregierung
betreibt mit der Förderung von
NanoBioNet effektive Standort- und Arbeitsmarktpolitik
und fördert aktiv den Strukturwandel
im Saarland – hin zu einer wissensbasierten
Industrie.“
Über einen Zeitraum von vier Jahren verteilt,
sollen die Mittel der Entwicklung der
Nano- und Biotechnologie in Wissenschaft,
Forschung, Weiterbildung, Anwendung und
Einsatz, insbesondere in industriellen Sektoren,
dienen. Damit soll die starke Position
des Saarlandes im deutschlandweiten Vergleich
untermauert werden. [PS]
Physik-Nobel-
preisträger Peter
Grünberg wird
Ehrendoktor
im Saarland
Der Nobelpreisträger Prof. Dr. Dr. h.c.
Peter Grünberg erhielt im April die Ehrendoktorwürde
der Fakultät für Physik und
Mechatronik an der Universität des Saarlandes.
Grünberg hat langjährige Verbindungen
nach Saarbrücken. Seinen Forschungen
ist die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstands
(GMR) zu verdanken, der unter
anderem zu einer sprunghaften Steigerung
der Speicherdichte von Festplatten geführt
hat. Auch in der Nano- und Biotechnologie
werden die Arbeiten des Nobelpreisträgers
eine entscheidende Rolle spielen: Mit Hilfe
magnetischer Nanopartikel können etwa
Krebszellen von gutartigen Zellen separiert
werden. [PS]
Saarland promoting
“Nano + Bio Saar 2012“
Saarland’s Ministry of Economics and Science
has awarded a grant of EUR 1.63 million
to NanoBioNet, the Saarbrücken experts network,
for its project “Nano + Bio Saar 2012”.
Economics Minister Joachim Rippel commented:
“With the promotion of NanoBioNet,
the state government is conducting effective
labor market and site promotion policy. The
state is actively fostering structural change
in Saarland by creating an industry based on
science.”
Distributed over a period of four years,
the funding is to advance the development of
nano and biotechnology in science, research,
advanced training and education, and applications,
particularly in the industrial sector. In this
way Saarland’s already strong position within
Germany is to be further consolidated. [PS]
Wirtschaftsminister Joachim Rippel (rechts)
übergibt den Förderbescheid an Jochen Flackus,
Vorstandsvorsitzender von NanoBioNet e. V.
Joachim Rippel (right), Saarland’s minister of
economics and science, presents the grant certificate
to Jochen Flackus, chairman of NanoBioNet.
www.nanobionet.de
Saarland University confers honorary doctorate
on Peter Grünberg, Nobel Prize Winner in Physics
Nobel Prize Winner Prof. Dr. Dr. h.c. Pe- things to a great leap forward in the storter
Grünberg received an honorary doctorage density of hard disks, was based on his
ate from Saarland University’s Physics and research. The Nobel Prize Winner’s work
Mechantronics Department in April. Grün- will also play a decisive role in nano- and
berg has ties to Saarbrücken that go back biotechnology: for example, with the aid of
many years. The discovery of giant magnetic magnetic nanoparticles, cancer cells can be
resistance (GMR), which led among other separated from benign cells. [PS]
KIST Europe baut an
Das KIST ist die wichtigste staatliche
Einrichtung Koreas zur Förderung von For-
schung, Ausbildung und internationalem
Technologietransfer. Seine europäische „Fi-
liale“ in Saarbrücken besteht seit 1996 und
war die erste außerhalb des koreanischen
Mutterlandes. Und das KIST Europe wächst:
Kürzlich wurde der erste Spatenstich für ein
zweites Forschungsgebäude vollzogen. 2010
soll der Neubau mit Büroräumen, einem La-
bor und einem Hörsaal fertig sein. [PS]
Der zweite Bauabschnitt des KIST
Europe (oben) soll 2010 bezugsfertig
sein. KIST Europe’s new research building
(above) should be ready in 2010.
NANO-X stellt auf der „Automotive Engineering
Exposition“, Yokohama, neue Ideen für die
Automobilindustrie vor. NANO-X presents new
ideas for the automotive industry at the Automotive
Engineering Exposition in Yokohama.
NANO-X weltweit
Die Saarbrücker NANO-X GmbH war
innerhalb von zwei Wochen auf zwei Kon-
tinenten präsent: Die Automotive Enginee-
ring Exposition im Mai in Yokohama gab Ge-
schäftsführer Dr. Sepeur und seinem Team
Gelegenheit, persönliche Kontakte mit allen
großen japanischen Automobilherstellern zu
knüpfen oder aufzufrischen. Von dort ging
es weiter nach Charlotte, USA, zur Ame-
rican Coatings Show. In Charlotte stellte
NANO-X auf einem Gemeinschaftsstand mit
Vertriebspartner Worlée Chemie erstmals
SiliXane auf dem US-Markt vor, eine neue
Klasse von Bindemitteln für die Lacke der
Zukunft. [PS]
KIST Europe expands
KIST (Korea Institute of Science and
Technology) is Korea’s most important state
facility for the promotion of research, train-
ing and international technology transfer.
It has had a European “branch” in Saar-
brücken since 1996 – the first outside of
NANO-X All Over the World
Inside of two weeks Saarbrücken’s NA-
NO-X company has made appearances on
two continents. The Automotive Engineer-
ing Exposition in May in Yokohama gave
Managing Director Dr. Sepeur and his team
a perfect chance to cultivate personal con-
tacts with all of the major Japanese auto-
Korea itself. And KIST Europe is growing.
Now ground has been broken for a second
research building with offices, a laboratory
and a lecture hall. The new building is to be
complete in 2010. [PS]
mobile producers. Then NANO-X was off to
Charlotte, North Carolina, and the American
Coatings Show, where it shared a stand with
its marketing partner Worlée Chemie. The
two firms jointly sponsored the US market
debut of SiliXane, a new class of binders for
tomorrow’s paints and varnishes. [PS]

18 Szene empowering nano
empowering nano Szene
19
Lebende Zellen tiefgekühlt archivieren
Professor Heiko Zimmermann, Kryobiolo-
ge im Fraunhofer-Institut für Biomedizinische
Technik in St. Ingbert, beschäftigt sich mit der
Aufbewahrung lebender Zellen bei Niedrigst-
temperaturen. Der Nutzen: Die Zellen bleiben
lebensfähig, können in Kryodatenbanken über
längere Zeiträume archiviert und zur späteren
Untersuchung wieder aufgetaut werden. Das
macht die Kryobiologie zur unersetzlichen
Hilfe für Zellbiologen und Mediziner. Zimmermann
setzt Nanotechnologie ein, um bei
bestimmten Zellen ein schnelleres Einfrieren
und Auftauen zu ermöglichen, ohne die Zellen
zu beschädigen. Die Arbeiten wurden in der
vom Bundesforschungsministerium geförderten
Nachwuchsgruppe „Kryo-Nanobiotechnologie“
durchgeführt. Zimmermann wurde
aufgrund der Ergebnisse dieser Nachwuchsgruppe
auf den Lehrstuhl für „Molekulare und
Zelluläre Biotechnologie / Nanobiotechnologie“
der Universität des Saarlandes berufen. [PS]
Archives of Frozen
Living Cells
Professor Heiko Zimmermann, a cryobiologist
at the Fraunhofer Institute for Biomedical
Engineering (IBMT)in St. Inbert, is
looking into the preservation of living cells
at lowest temperatures. Why? The cells then
remain viable and can be stored in cryo database
archives for long periods of time, to be
thawed for examination later on. This makes
cryobiology an indispensable aid for cell bi-
ologists and medical experts. Zimmermann
employs nanotechnology to enable more
rapid damage-free freezing and thawing of
particular cells. The research was conducted
by the “cryo-nanobiotechnology group” of
young professionals, which is supported by
the German Federal Ministry of Education,
Science, Research and Technology (BMBT).
As a result of the achievements of this group
of trainees, Zimmermann has meanwhile
been appointed professor of the Molecular
and Cell Biotechnology / Nanobiotechnology
Department at Saarland University. [PS]
Empowering Nano zu Gast in Korea
„Empowering Nano“ in Korea: Saarlän-
dische Nanotechnologie-Unternehmen und
das Leibniz-Institut für Neue Materialien
gGmbH stellten im August in der südkoreanischen
Hauptstadt Seoul auf der „Nanokorea“
aus, der wichtigsten einschlägigen
Fachmesse in Asien. Rund um die Messe
wurden die guten Kontakte mit den Forschungs-
und Entwicklungsabteilungen koreanischer
Industrieholdings aus dem Automobilbau,
der Mikroelektronik, der chemischen
Industrie und der Stahlindustrie vertieft.
Auf Einladung des „Korea Research
Institute of Chemical Technology“ (KRICT),
stellten die Saarländer bei einem Deutsch-
Koreanischen Workshop Ergebnisse ihrer
Grundlagenforschung und anwendungsorientierte
Lösungen vor.
Korea ist zu einem der wichtigsten Absatzmärkte
für die saarländische Nanotechnologie
in Asien geworden. Das Interesse an
der Entwicklung und Integration der Nano-
technologie in bestehende industrielle Fertigungsprozesse
bietet sehr große Chancen
für erfolgreiche Geschäfte. [PS]
„Empowering Nano“
Visits Korea
“Empowering Nano” on site in Korea:
Saarland’s nanotechnology companies and
the Leibniz Institute for New Materials gave
presentations in August in the South Korean
capital Seoul at “Nanokorea”, Asia’s most important
specialist trade fair. Contacts with the
research and development divisions of the
Korean auto manufacturing, microelectronics,
steel and chemical industries – already good to
start with – were revitalized and consolidated
during the trade fair. At the invitation of the
Korea Research Institute of Chemical Technology
(KRICT), representatives from Saarland
presented at a joint German-Korean workshop
both findings from basic research and a series
of application-oriented solutions.
Korea has become one of the most important
markets in Asia for nanotechnology
“made in Saarland”. The Korean interest in developing
and integrating nanotechnology into
existing industrial manufacturing processes
opens up particularly favorable business op-
portunities. [PS]
Saarländische Nanotechnologie in Seoul: Der Gemeinschaftsstand
der Initiative „Saarland Empowering
Nano“ auf der Fachmesse Nanokorea. Saarland’s
nanotechnology on site in Seoul: The joint
stand of the initiative Saarland Empowering Nano
at the trade fair Nanokorea.

20 Vision empowering nano
Strom in unsichtbaren Leitern
Transparente und gleichzeitig leitfähige Werkstoffe finden bereits heute vielfältige Anwendungen,
zum Beispiel in Displays, Touchscreens, Intelligenten (Elektrochromen) Fenstern und als
Elektroden für Organische Lichtemittierende Dioden (OLED) sowie für viele weitere Zwecke.
Künftig sollen sie auf flexiblen Substraten eingesetzt werden und dank flexiblerer Drucktechniken
günstiger aufgebracht werden können, und mit passgenau gestalteten Eigenschaften zur
Alternative für teure Materialien werden.
Dr. Mario Quilitz (45) promovierte am MPI für Festkörperforschung
in Stuttgart. Seit 2001 arbeitet er
in verschiedenen Funktionen am INM - Leibniz-Institut
für Neue Materialien, Saarbrücken. Er leitet
eine Gruppe innerhalb des Programmbereiches
Glas und Optik, die sich mit Materialien für elektrische
und elektrooptische Anwendungen befasst.
Mario Quilitz (45) received his PhD at the MPI
for Solid State Research in Stuttgart. Since
2001 he has been working in various capacities
at the Leibniz Institute for New Materials
(INM) in Saarbrücken. He heads a group in the
program division Glass and Optics, which deals
with materials for electrical and electro-optical
applications.
Nicht viele Werkstoffe sind transparent und
gleichzeitig elektrisch leitfähig. Für Beschichtungen
aus Materialien, die diese Eigenschaften
besitzen, finden sich jedoch eine Vielzahl
von Anwendungen zum Beispiel beim Einsatz
in Bildschirmen, bei elektrochromen Elementen
und als Elektroden für Touchscreens oder
OLEDs. Die am besten geeigneten Materialien
stammen aus der Gruppe der keramischen
Werkstoffe. Dies sind sogenannte transparente
leitfähige Oxide, auch TCO genannt (vom
engl. Transparent Conducting Oxides). Aufgrund
seiner hohen Leitfähigkeit und hohen
Dr. Sabine Heusing (43) promovierte an der Universität
des Saarlandes in Saarbrücken und arbeitet
seit 1996 am INM - Leibniz-Institut für Neue
Materialien, Saarbrücken in der Abteilung Schichttechnologie
sowie in der Arbeitsgruppe Physik und
Chemie des Glases und seit 2006 im Programmbereich
Glas und Optik.
Sabine Heusing (43) received her PhD at the
University of Saarland in Saarbrücken and has
been working since 1996 at the Leibniz Institute
for New Materials (INM) in Saarbrücken in
the Coating Technology department and the
Physics and Chemistry of Glass group. Since
2006 she has also worked in the program division
Glass and Optics.
Transparente, leitfähige Werkstoffe durch chemische Nanotechnologie
Transparenz ist darunter das ITO, kurz für Zinndotiertes
Indiumoxid (In2O3 : Sn) noch immer
das bevorzugte Material.
In der Synthese bzw. Erzeugung von
Schichten konkurrieren physikalische Methoden
wie z. B. Sputtertechniken mit chemischen
Technologien, wie der Sol-Gel-Technik, mit der
besonders auf Substraten wie Glas gute Resultate
erzielt werden. Da die Größe der Partikel
ihre Transparenz bestimmt, sind Nanopartikel
auch hier unabdingbar. Die Leitfähigkeit wird
neben einer Reihe von mikrostrukturellen Parametern
von der Art des Kontaktes zwischen
Dr. Peter W. de Oliveira (46) arbeitet seit 1993
am INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien,
Saarbrücken, wo er auch promovierte. Er leitet
seit 2006 den Programmbereich Glas und
Optik.
Peter W. de Oliveira (46) has worked since
1993 at Saarbrücken’s Leibniz Institute for New
Materials (INM), where he also obtained his
PhD. He has served as head of the program
division Glass and Optics since 2006.
den einzelnen Indium-Zinn-Oxid Körnern bestimmt.
Dies macht in der Regel ein Sintern bei
relativ hohen Temperaturen (450 °C) nötig.
Da der Bedarf vor allem bei der Displaytechnik
zunehmend auf die Verwendung flexibler
Niedrigtemperatursubstrate zielt, werden
zurzeit Verarbeitungstechniken für die Herstellung
druckbarer ITO-Elektroden auf flexiblen
Substraten (Kunststofffolien) entwickelt. Hierfür
werden die Indium-Zinn-Oxid Partikel in
eine Bindermatrix eingebracht. Die Vernetzung
kann nach Zugabe eines UV-Starters durch
eine kurze Härtung unter UV-Licht erfolgen.
Abb. 1 zeigt ein Beispiel für blaue Dioden,
die beidseitig über eine transparente und
leitfähige Schicht auf ITO-Basis kontaktiert
werden. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass
eine Beschichtung temperaturempfindlicher
Substrate möglich wird, ohne dass die Schicht
ihre Transparenz oder ihre Stabilität einbüßt.
Allerdings muss die Bindermatrix einen hohen
Anteil an ITO enthalten, da der elektrische
Kontakt fast ausschließlich über Korn-Korn-
Kontakte erfolgt und die - typischerweise silikatbasierte
- Binderphase isolierend ist. Diese
Isolationswirkung des Binders reduziert die
elektrische Leitfähigkeit dieser Schichten im
Vergleich zu den hochtemperaturvernetzten
Beschichtungen auf einen Schichtwiderstand
von ca. 1 – 2 kΩ/sq.
Jüngst wurden allerdings Lösungsansätze
entwickelt, um diesen Nachteil zu beheben.
Abb. 2 zeigt eine strukturierte, gedruckte ITO
Schicht, die z. B. in gedruckter Elektronik zur
Ansteuerung von elektronischen Bauteilen
verwendet werden könnte. Gedruckte ITO
Schichten können in einem Ein-Schritt-Prozess
beschichtet und strukturiert werden - im Gegensatz
zu gesputterten ITO Schichten, die zusätzliche
Ätzprozesse erfordern. Deshalb sind
gedruckte ITO Schichten wesentlich flexibler
anwendbar. Im Rahmen eines transnationalen
BMBF Projekts „FLEX-OPTEC“ wurden in Zusammenarbeit
mit dem Joanneum Research
NMP Institut in Österreich organische Photodioden
(OPD, Abb. 3) mit gedruckten ITO Elektroden
als Grundelektrode entwickelt.
Trotz seiner Vorteile hat auch das zinndotierte
Indiumoxid eine Reihe gravierender
Nachteile. Die wichtigsten sind sein hoher Preis
und die Tatsache, dass Indium für die Precursoren
nicht mehr beliebig lange verfügbar sein
wird. Aus diesem Grund richten sich weitere
Entwicklungsaktivitäten auf den Ersatz von ITO
durch Alternativen wie ATO (SnO2 : Sb), FTO
(SnO2 : F) oder AZO (ZnO : Al). Sie alle sind jedoch
wesentlich weniger leitfähig als ITO. Um
die Leitfähigkeiten dieser Materialien zu erhöhen,
gibt es einige Ansätze:
Die Einstellung von Parametern der Mikrostruktur
und Zusammensetzung erlaubt die
Beeinflussung diverser physikalischer Größen
wie Ladungsträgerdichte und Ladungsträgermobilität.
Erstere ist intensiv verbunden mit der
Defektchemie dieser Materialien, über die die
Gleichgewichte der Ladungsträger miteinander
gekoppelt sind. Alternativ kann die Erhö-
Abb.1 - Unsichtbare elektrische Leiter (ITO) zur
Kontaktierung von Leuchtdioden
Fig. 1 - Invisible electrical conductors (ITO) to
contact LEDs
hung der Leitfähigkeiten der entsprechenden
Materialien auch durch Dotierungen mit hochleitenden
Materialien erreicht werden. Hierzu
wurden bereits Kohlenstoffnanoröhren (CNTs)
erfolgreich eingesetzt.
Abb.3 – Organische Photodiode (OPD) mit gedruckter
ITO Schicht als Grundelektrode (OPD
wurde im Joanneum Research, NMP, Österreich,
hergestellt)
Fig. 3 – Organic photodiode (OPD) with printed
ITO coating as bottom electrode (OPD manufactured
by Joanneum Research, NMP, Austria)
Am INM-Leibniz-Institut für Neue Materialien,
Saarbrücken, werden über nanotechnologische
Verfahren Materialien und Beschichtungen für innovative
Problemlösungen entwickelt, die in vielen
Branchen der Industrie zum Einsatz kommen.
At the INM Leibniz Institute for New Materials in
Saarbrücken, nanotechnology methods are used to
develop materials and coatings for innovative solutions
for application in a variety of branches of
industry.
www.inm-gmbh.de

Transparent, conductive
materials
through chemical
nanotechnology
Transparent and conducting materials
have already been used for many applica-
tions, such as displays, touchscreen panels
and smart (electrochromic) windows, and
as elec¬trodes for organic light-emitting
diodes (OLED). Further developments include
the use of such materials on flexible
substrates, their deposition through cheap
and flexible printing techniques and the
substitution for expensive materials of inexpensive
alternatives or composites with
adapted properties.
Few materials can be both transparent and
electrically conductive at one and the same time.
Coatings manufactured from materials with
these properties are used for a broad variety of
applications, for example in displays, in electrochromic
devices or as electrodes, e. g., for touchscreens
or OLEDs. Because both metals and polymers
have certain grave disadvantages, the best
materials are derived from the class of ceramic
materials, particularly transparent conducting
oxides (TCO). Since ITO (tin-doped indium oxide
(In2O3 : Sn))successfully combines high optical
transparency with high electrical conductivity, it
remains the material of choice.
Abb.2 - Gedruckte und strukturierte transparente
elektrische Leiter (ITO Schichten)
Fig. 2 - Printed and patterned transparent
electrical conductors (ITO coatings)
During the synthesis of coatings, physical
methods – such as laser, electron beam, plasma
and especially sputtering techniques – are combined
with chemical technologies, such as the
sol-gel method, through which good results
have been achieved, particularly on substrates
such as glass. Since the size of the particles determines
their transparency, nanoparticles are
indispensable for these applications. Electrical
conductivity on the other hand is determined by
several microstructural parameters, one being
the quality of contact between single indium-tinoxide
grains. Normally this requires sintering at
comparably high temperatures of, say, 450 °C.
Display technology, especially, increasingly
calls for flexible low temperature substrates; but
the temperatures required for the application of
such chemical coatings are far too high for polymers
like PET, PE, PEN. For this reason, methods
are being developed for the preparation of printable
ITO electrodes onto flexible substrates. In
this context, indium-tin-oxide particles are incorporated
into a binder matrix. The cross linking
can be obtained, following combination with an
UV-starter such as Irgacure, through a short period
of irradiation with UV light. Figure 1 shows
blue diodes contacted onto an ITO-base via a
transparent and conductive coating.
While the principal advantage of this approach
is that a coating of temperature-sensitive
substrates is possible without loss of transparency
or stability, a disadvantage is the relatively
large content of ITO in the matrix, which is due
to the fact that the electrical contact can in essence
only occur via grain-to-grain contacts, and
the binder phase – typically comprising silanes
– is insulating. This insulation by the binder reduces
the electrical conductivity of these coatings,
compared to high temperature coatings,
to a sheet resistance of 1 – 2 kΩ/sq. However,
recently developed approaches will soon overcome
this obstacle.
Figure 2 shows a patterned ITO coating
manufactured through a one-step gravure printing
process: it can be used for printed electronic
applications. The advantages of printed ITO
coatings are: the one-step patterning process
as opposed to the additional etching processes
needed for sputtered ITO coatings, and their
greater flexibility compared to sputtered ITO
coatings. This is important for use in certain applications
calling for flexibility. In a transnational
BMBF project, “FLEX-OPTEC” organic photodiodes
(OPD, Figure 3) with printed ITO bottom
electrodes were developed in cooperation with
the Joanneum Research NMP institute in Austria.
Current-voltage characteristics were similar
to those of semi-transparent metal (Cr/Au) electrodes
as bottom electrodes: this illustrates the
suitability of the printed ITO coatings for use in
optoelectronic applications.
Despite its many advantages, tin-doped Indium
oxide has certain serious draw¬backs, the
most significant of which are its high cost and
the fact that Indium supplies are limited. For
these reasons, in further develop¬ment an attempt
will be made to replace ITO with cheaper
alternatives such as ATO (SnO2 : Sb), FTO (SnO2
: F) or AZO (ZnO : Al); however, the conductivity
of these latter is far lower than that of ITO.
Several approaches are used to enhance the
conductivity of these materials. Tailoring of the
parameters of microstructure and composition
allows the manipulation of various physical parameters,
such as charge carrier density and mobility.
The first is closely connected to the defect
chemistry of these materials, which involves the
coupling of the equilibriums of charge carriers
with one another. Alternatively, the respective
materials can be enhanced through doping with
highly conductive components. Carbon nanotubes
have already been successfully applied for
this purpose.
Technologietransfer
auf Augenhöhe
Forschungsinstitute bauen Brücken zwischen
Grundlagenforschung und industrieller Anwendung
Jochen Flackus (53) ist Kaufmännischer Geschäftsführer
des INM, Mit-Initiator von „Saarland
Empowering Nano“ und Vorsitzender des
Nanobionet e.V.
Jochen Flackus (53) is Commercial Managing
Director of INM, co-initiator of “Saarland Empowering
Nano” and Chairman of Nanobionet
company.
Dr. Marcus Geerkens (37). Der Chemiker ist Leiter
der Abteilung Patente, Lizenzen, Verträge
beim Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH
(INM) in Saarbrücken.
Dr. Marcus Geerkens (37), a chemist, is head of
the division for patents, licences and contracts at
the Leibniz Institute for New Materials (INM) in
Saarbrücken.
Nahezu alle Kongresse und Expertenrunden
der letzten Jahre, die sich mit dem
Transfer von wissenschaftlichen Ergebnissen
in marktfähige Produkte auseinandergesetzt
haben, sind zu den gleichen Ergebnissen gelangt:
Es gab Kritik an der Servicebereitschaft
der Universitäten; Wissenschaftler sollten vor
dem Publizieren stärker patentieren; junge
Unternehmen fänden zu wenig Risikokapital
und brauchten viel mehr externe,
auch staatliche Hilfen, um
konkurrenzfähig zu werden
und zu bleiben.

24 Forschung empowering nano
empowering nano Forschung
Eine zentrale Frage blieb aber fast immer
ausgeblendet: Wie schließen wir die Lücke
zwischen dem Erfolg im Labormaßstab und
einer funktionierenden, sicheren und kosten-
günstigen Serienproduktion? Gerade in der
chemischen Nanotechnologie sind für einen
erfolgreichen Technologietransfer viel mehr
Anpassungsentwicklungen nötig als bisher.
Dazu braucht es den Schulterschluss zwischen
der Forschungseinrichtung und dem Indust-
riepartner - sowie eine abgestimmte Patent-
strategie, die das mögliche künftige Produkt
und den Markterfolg in den Mittelpunkt stellt.
Denn die zweckmäßige Absicherung der ge-
werblichen Schutzrechte ist eine wesentliche
Voraussetzung für die erfolgreiche Vermark-
tung eines Produkts.
Aus diesem Grund sichert das INM z. B.
schutzrechtsfähige Forschungsergebnisse, die
Materialien und Vorrichtungen betreffen,
durch „Background Patente“ ab. Im Rahmen
von Neuschutzrechten kann dann das entwi-
ckelte Produkt und das Verfahren geschützt
werden.
Know-how
Chemie
Physik
Analytik
Materialwissenschaft
Biologie
Produktion
Nanomaterialien
Auch die deutschen Universitä-
ten denken um und haben in den
letzten Jahren unter dem Druck der
amerikanischen und asiatischen Konkurrenz
fast 4.000 Patente angemeldet, deren Ver-
wertung öffentlich geförderte „Patentverwer-
tungsagenturen“ (PVA) übernehmen sollen.
Bisher ist der ökonomische Erfolg allerdings
ausgeblieben. Das liegt daran, dass es in den
meisten Fällen nicht möglich ist, Ergebnisse
aus der Grundlagenforschung direkt in in-
dustrielle Produkte zu überführen. Auf dem
Weg zum Markt müssen Hürden genommen
werden, die in den bisherigen Technologie-
transfermodellen nicht genügend beachtet
wurden, wie die Rohstoffbeschaffung, die
Herstellung von Prototypen, das „Upscaling“
des Labormaßstabes in verwertbare Mengen,
die Einbindung in den existierenden Produktionsprozess
und Investitionen in Maschinen
und Ausrüstungen. Genau an diesen Stellen
geht heute in der Zusammenarbeit zwischen
Forschung und Industrie viel Zeit und Geld verloren.
Dabei haben viele Forschungseinrichtungen
die nötige Erfahrung, die Menschen
Applikation Endprodukt
Lacke
Emulsionen
Dispersionen
Plastik
Folien
Automotive
Papier
Sonnenschutz
Zahnpasta
Textil
Displays
Gewinn
und die technischen Voraussetzungen,
um Laborergebnisse rasch in industrielle
Produktion zu übersetzen.
Es ist eine zentrale Aufgabe des Leibniz-
Instituts für Neue Materialien, diese Brücken
zwischen der Grundlagenforschung und der
industriellen Anwendung zu bauen. Das INM
hat sein Geschäftsmodell deshalb auf diese
Bedürfnisse der Industriekunden ausgerichtet.
Die Wissenschaftler kennen die möglichen
industriellen Anwendungsfelder genau. Im
Technikum (NMO) des INM stehen Ingenieure
und technisches Personal aus der Produktionstechnologie
und dem Anlagenbau für
spezifische Anwendungsfälle bereit. Das ist
die Grundlage für einen funktionierenden
Technologietransfer auf Augenhöhe.
Die Entwicklung neuer Werkstoffe ist ein
schwieriges und langwieriges Geschäft. Sie
wird erleichtert durch die frühzeitige Bildung
von Innovations- und Produktallianzen zwischen
der Forschung und den Unternehmen.
Und durch die Offenheit für neue Beteiligungsmodelle,
die sich
am Markterfolg des
Produktes orientieren.
Investment
Die Wertschöpfungskette in der chem. Nanotechnologie: Gewinne kommen erst mit dem Produkt, der Schwerpunkt
der Investition liegt am Beginn der Entwicklungsarbeit. Ein Feld für neue Beteiligungsmodelle zwischen
Forschung und Industrie. The value added chain in chemical nanotechnology. Profits only roll in once the product
is on the market, yet the bulk of investment is needed right when development starts – an open field for
new models for joint research/industry participation.
Analyse Bemusterung Machbarkeitsstudie F&E Projekt
App. Zentrum NMO
Upscaling, Test,
Pilotproduktion
Produktion
beim Kunden
App. Zentrum NMO
Einkauf spezielles
Zubehör / Test
Equipment
zum Kunden
Projektende Projektende
Eye-to-Eye
Technology Transfer
Research institutes build bridges
between basic research and industrial
applications.
In recent years, congresses and roundtables
have been attempting to translate scientific
findings into marketable products. The
same issues arise at nearly all such meetings:
that universities should be more service-oriented;
that researchers should secure patents
better before publishing; and that too little
venture capital is available for young compa-
Präsentation
Resultate
Projektende
Das Geschäftsmodell des INM ist
darauf ausgelegt den Weg zum
Markt entscheidend zu verkürzen.
Dem Forschungs- und Entwicklungspartner
werden kundenspezifische
Kooperationsmodelle angeboten.
The INM business model
is geared to substantial shortening
of the route to market, providing
client-targeted cooperation models
for the research and development
partner.
nies, which then have to beat the bushes for
external, even government assistance just to
become competitive and stay that way.
One key issue has almost always been
overlooked: how to close the gap between
laboratory success and functional, safe, steady,
inexpensive mass production. Chemical nanotechnology
in particular calls for far greater
adaptation development than was once required
for successful technology transfer. For
this, the research community and industrial
partners must move forward shoulder to shoulder,
with a coordinated strategy on patents
that focuses on future products and market
success: successful product marketing is virtually
impossible without targeted protection of
commercial rights.
This is why the INM, for example, uses “background
patents” to secure patentable research
results for materials and devices. These ensure
that, within the framework of new industrial
property rights, both the product that is developed
and the procedure used can be protected.
German universities are also rethinking
their role and, under the pressure of Ameri-
can and Asian competition, have registered
nearly 4,000 patents in recent years. The idea
is to leave the utilization of these patents to
government supported “patent exploitation
agencies” (PVA). It must be said, however, that
economic success remains elusive so far, since
in most cases the findings of basic research
cannot be directly converted into industrial
products. Various hurdles must be overcome
along the way to the market, and technology
transfer models do not take these sufficiently
into account as yet. To name a few such hurdles,
there is the procurement of raw materials,
the production of prototypes, the up-sizing of
laboratory scale into utilizable quantities, and
the integration of new products into existing
production processes, with corresponding investment
in machinery and equipment. It is
precisely at these interfaces between research
and industry that much time and money are
lost, despite the fact that many research institutions
do possess the experience, manpower,
and technical wherewithal to quickly translate
laboratory results into industrial production.
The Leibniz Institute for New Materials sees
the building of bridges between basic research
and industrial application as one of its main
tasks and has accordingly geared its operations
to the requirements of industrial clients. INM
researchers are constantly attune to possible
fields for industrial application.
At INM’s Application Centre New Materials
for Surface Technology (NMO), engineers and
technical personnel from production technology
and systems engineering are on deck to
handle specific applications. It is this that creates
a foundation for functional technology
transfer on an eye-to-eye basis.
The development of new materials is a difficult,
painstaking business – but it can be made
easier by the timely formation between research
and industry of alliances for innovation
and product design and by openness to the
kind of participation models that are geared to
the product’s success on the market.
www.inm-gmbh.de
25

26 Vorschau empowering nano
Der Gewinner aus
Empowering Nano No. 3
Im Gewinnspiel der letzten Ausgabe ging es
um die Anzahl der marktverfügbaren Nano-
produkte, die das amerikanische „Project on
Emerging Nanotechnologies“ (PEN) erfasst.
Peter Cromme von der Robert-Bosch GmbH
wusste die Antwort und hatte das nötige Los-
glück. Er gewinnt das Buch „Nanotechnologie“
von Dr. Stefan Sepeur. Vielen Dank an
alle, die teilgenommen haben! [PS]
The winner from
“Empowering Nano“ No. 3
Competitors in our last edition‘s contest
had to know the number of nano products
on the market as listed by the US American
Project on Emerging Nanotechnologies (PEN).
It turned out that luck was on the side of
Peter Cromme of Robert Bosch company, who
knew the answer and won the draw. His prize:
Nanotechnologie, written by Dr. Stefan Sepeur.
Our thanks to all who took part! [PS]
VORSCHAU PREVIEW
Lesen Sie in der nächsten Empowering Nano: In the next issue of Empowering Nano:
Mit Nano gewinnen! Pick a Winner with Nano!
Das Problem kennen Viele: Ein Park-Leitsystem lotst den
Autofahrer auf der Suche nach einem Parkplatz mit freien
Plätzen durch die Stadt. Dort angekommen fehlt jedoch
der Überblick, wo genau der freie Platz zu finden ist.
Seit Herbst 2008 hilft in einer saarländischen Stadt ein
neues System mit Nano-Magnetfeldsensoren die freie
Lücke zu finden. Wissen Sie in welcher? Ein kleiner Tipp:
die Lösung ist in diesem Magazin versteckt.
Spielen Sie mit und gewinnen Sie ein Reinigungsset der
Nano4you, das die Autoscheiben dauerhaft vor Beschlag
schützt. Schicken Sie uns Ihre Lösung per Mail, Fax oder
über www.empower-nano.com zu. Alle richtigen
Lösungen nehmen an der Verlosung teil. Der Rechtsweg
ist ausgeschlossen.
Einsendeschluss ist der 2. Februar 2009.
In welcher saarländischen Stadt helfen Nano-Magnet-
feldsensoren bei der Parkplatzsuche? In which city in Saarland
do nano magnetic field sensors indicate a free parking place?
a) St. Ingbert b) Neunkirchen c) Saarlouis
Nano und Hygiene
Bei Flächen, die mit organischen Mate-
rialien in Verbindung kommen, ist „nano
outside“ eine hygienische Option: Nano-
Beschichtungen z. B. gegen Anhaften und
Verkeimung sorgen für Gesundheitsschutz
in der Küche, im Krankenhaus, in der Le-
bensmittelproduktion und der Gastrono-
mie. Und weniger Reinigungsaufwand
heißt auch mehr Umweltschutz.
Das nächste Heft erscheint
Ende Februar 2009.
Everyone knows the problem: in cities today, a parking
system pilots drivers through the town to a lot or garage
where there’s a free space. But once you get there,
you still have no idea just where that free space is.
Starting in autumn 2008, a new system with nano
magnetic field sensors is aiding the search for that
free space in a town in Saarland. Which town is it?
Hint: the solution is right here in this issue.
Play our game and win the Nano4you cleaning set
that keeps your car’s windshield and windows from
fogging up - permanently. Send us your answer per
e-mail, fax or at en.empower-nano.com. All right
answers are automatically entered in the draw. There
is no right of appeal.
The deadline for entries is 2 February 2009.
Nano and Hygiene
„Nano outside“ is a good, healthy choi-
ce for surfaces that come into contact with
organic materials. The hygienic coating prevents
sticking and germ accumulation for
better health in the kitchen, in hospitals,
in restaurants and catering, and wherever
foodstuffs are produced. Not to forget:
easy-to-clean surfaces are environmentally
friendlier, too!
Our next edition will appear
end of February 2009.
Ja, ich will das „Empowering Nano“-
Magazin weiterhin beziehen.
Yes, please send the Empowering Nano
magazine regularly to my address below.
Vorname / First name
Name / Name
Unternehmen / Company
Adresse / Address
Telefon / Phone
E-Mail / Mail
Fax +49 (0) 681 / 9 96 34 65
E-Mail contact@empower-nano.com
www.empower-nano.com
Backlist
Haben Sie eine Ausgabe der „Empowering
Nano“ verpasst? Kein Problem. Gern
senden wir Ihnen die gewünschten Ausgaben
per Post zu (kostenlos; versandkostenfrei
in Europa). Bestellen Sie bitte mit Hilfe
des Kontaktformulars auf unserer Website
www.empower-nano.com.
Auf der Website stehen die bereits erschienenen
Ausgaben auch zum Download
(pdf) bereit. [PS]
Saarländische Nanotechnologie
in der Automobilindustrie
Nanotechnology „Made in Saarland“
for the Automobile Industry
CO2-Sensoren im Automobil
CO2 Sensors for Cars
Desinfektion mit nachhaltiger
Hygienewirkung
Disinfection with a sustained
hygienic effect
Back issues
Wohnen und Nanotechnologie
Smooth Living with Nanotechnology
Dotfarms
A new optical technology platform
will soon revolutionise the
manufacture of LCD displays
Silixane
Silixane bindings for improved
functional coatings
Heilen und Helfen
mit Nanotechnologie
Nanotechnology:
Healing and Helping
Laser-Interferenz-Metallurgie
Laser interference metallurgy
Gasbarriere-Beschichtungen
für PET-Verpackungen
Gas-Barrier Coatings for
PET Packaging
Did you miss an issue of “Empowering
Nano”? No problem. We’d be glad
to send it to you by post (free of charge,
postage paid within Europe). To order,
please use the contact form on our website:
en.empower-nano.com.
Back issues can be downloaded (pdf)
at that website, too. [PS]
TERMINE IMPRESSUM
SOCCEREX 2008
23 - 26 November 2008, Gauteng, South Africa
The Business convention for football worldwide.
www.soccerex.com
Saarland Workshop Nanotechnology
2. December 2008, Paris, France
www.empower-nano.com
Rusnanotech 2008
3.-5. December, Moscow
Nanotechnology International Forum
www.rosnanoforum.ru
Grand Opening of the Saarland Technology
Office at the Illiniois Institut of Technology
9. December 2008, Chicago, Illinois
www.invest-in-saarland.com
nano tech 2009
18. – 20. February 2009, Tokyo, Japan
www.nanotechexpo.jp/en
Nano Road Show Japan
Spring 2009
www.empower-nano.com
„empowering Nano“ ist eine Zeitschrift der Initiative
„Saarland Empowering Nano“ | Magazine of „Saarland
Empowering Nano“ | www.empower-nano.com
Herausgeber | Publishers:
Jochen Flackus
INM Leibniz-Institut fuer Neue Materialien gGmbH
Campus D22, 66123 Saarbruecken
Tel +49 0 681 / 93 00 - 290
jochen.flackus@inm-gmbh.de
Peter Hauptmann
gwSaar Gesellschaft fuer
Wirtschaftsfoerderung Saar GmbH
Franz-Josef-Roeder-Str. 17, D-66119 Saarbruecken
Tel +49 0 681 / 99 65 - 400
hauptmann@gwsaar.com
Redaktion | Editorial Staff:
portocali Marketing-Kommunikation GmbH
Lebacher Str. 4, D-66113 Saarbruecken
Tel +49 0 681 / 99 63 - 467
kontakt@portocali.de
Layout:
GROW UP Werbeberatung
Gewerbepark Eschberger Weg, Im Helmerswald 2,
D-66121 Saarbruecken
Tel +49 0 681 / 95 44 20
info@growup.de
Die Verantwortung für die Artikel liegt bei
den jeweiligen Autoren | Responsibility for
the articles rests with the authors:
„Technologietransfer auf Augenhöhe“:
Jochen Flackus, jochen.flackus@inm-gmbh.de
„Strom in unsichtbaren Leitern“:
Dr. Mario Quilitz, Mario.Quilitz@inm-gmbh.de
„ps“: Patrick Schnur
ps@portocali.de
Bildnachweis | Picture credits:
Uwe Bellhäuser, GROW UP, gwSaar, Universität des
Saarlandes, INM - Leibniz-Institut für Neue Materialien,
Nanogate AG, Nano-X, Gunther Löbach /
www.scorpiodesign.de, KIST Europe, Shutterstock

Die Initiatoren von Saarland Empowering
Nano bekennen sich nachhaltig zum Saarland
als dem zentralen Standort für Nanotechno-
logie in Deutschland. Die Initiative Saarland
Empowering Nano will dazu beitragen, diese
führende Rolle des Saarlandes zu kommuni-
zieren und weiter auszubauen. Zu diesem
Zweck unterstützt Saarland Empowering
Nano die saarländische Nanotechnologie-
Szene durch gemeinsames Marketing, Mes-
seauftritte und Veranstaltungen.
Die Initiatoren sind: Jochen Flackus, Leibniz-
Institut für Neue Materialien – INM / Michael
Jung, Nanogate AG / Stefan Sepeur, Nano-X
GmbH / Rainer Hanselmann, Sarastro GmbH
sowie Peter Hauptmann, gwSaar - Gesellschaft
für Wirtschaftsförderung Saar mbH.
The founders of Saarland Empowering
Nano claim Saarland as the permanent home
and nucleus of nanotechnology in Germany.
Saarland Empowering Nano seeks to pro-
claim and expand Saarland’s leading role in
this field. To this end, Saarland Empowering
Nano supports Saarland’s nanotechnology
sector through joint marketing, trade fair
presence, and special occasions and events.
The initiators of Saarland Empowering Nano
are: Jochen Flackus, Leibniz Institute for New
Materials (INM) / Michael Jung, Nanogate AG /
Stefan Sepeur, Nano-X GmbH / Rainer Hansel-
mann, Sarastro GmbH and Peter Hauptmann,
Saarland Economic Promotion Corporation
(gwSaar).
www.empowering-nano.com