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Fraunhofer IMWS: Optische Materialien im Fokus

Optische Gläser mit verbesserten Eigenschaften, neue Laserbearbeitungssysteme, maßgeschneiderte Glaskeramiken: Mit dem neuen Geschäftsfeld ‚Optische Materialien und Technologien‘ erweitert das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS sein Angebot. Bei einer Festveranstaltung zur Eröffnung wurden die Möglichkeiten vorgestellt, die sich für optische Industrie, Lackhersteller respektive Produzenten von Spezialmaschinen künftig in der Mikrostrukturdiagnostik und mikrostrukturbasierten Materialentwicklung bieten. Dazu tragen auch leistungsstarke neue Großgeräte bei.

„Wir beschäftigen uns am Institut seit 25 Jahren mit der Analyse von Effektpigmenten und haben in diesem Bereich viele Kompetenzen und Ideen entwickelt. Im neuen Geschäftsfeld können wir diese auf andere Bereiche übertragen. Um es mit einem Begriff aus der Optik zu sagen: Wir erweitern unser Spektrum“, erklärt der Leiter des neuen Geschäftsfelds Professor Thomas Höche die Motivation für den Ausbau des Portfolios der anwendungsorientierten Materialforschung in Halle (Saale).

Die besondere Expertise seines Teams liegt dabei in der Kenntnis der Mikrostruktur von Materialien. Basierend auf Verfahren der Nano- und Oberflächenanalytik lassen sich Erkenntnisse über das Mikrogefüge von Gläsern, Glaskeramiken, optischen Schichten oder Effektpigmenten gewinnen, die eine Verbesserung ihrer Eigenschaften erlauben. Die Fachleute am Fraunhofer IMWS betrachten für Unternehmen beispielsweise aus der optischen Industrie, dem Spezialmaschinenbau und der Lackindustrie die komplette Wertschöpfungskette von der Synthese über die Prozessierung und Analytik bis hin zur Simulation. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Weiterentwicklung laserbasierter Materialbearbeitungsprozesse.

„In vielen Werkstoffklassen bieten wir unseren Kunden nicht nur die reine Materialcharakterisierung an, sondern erschließen neue Möglichkeiten für die Materialentwicklung durch mikrostrukturbasiertes Materialdesign. So können wir neue Eigenschaften von Werkstoffen möglich machen, Entwicklungszeiten verkürzen, die Ressourceneffizienz verbessern und nicht zuletzt die Wertschöpfungstiefe vergrößern“, sagt Professor Ralf B. Wehrspohn, Leiter des Fraunhofer IMWS, das mit dem neuen Bereich nun über sieben Geschäftsfelder verfügt.

Zur Eröffnung wurden leistungsstarke neue Großgeräte in Betrieb genommen. Dazu gehört mit dem Hitachi HF 5000 das erste Rastertransmissionselektronenmikroskop dieses Modelltyps in Europa. Dr. Indrajit Dutta (Corning) erläuterte in einem Vortrag, welche Möglichkeiten die durchstrahlende Elektronenmikroskopie zur Analyse von Gläsern und Glaskeramiken bietet. Die Potenziale des nun ebenfalls am Fraunhofer IMWS verfügbaren Gasclusterionen-Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometers für die Oberflächenanalytik stellte Dr. Sabine Hirth (BASF) vor. Dr. Grigore Moldovan (point electronic) blickte auf die Entwicklung quantitativer Elektronendetektoren für die Rasterelektronenmikroskopie und damit auf eine weitere Technologie, die das neue Geschäftsfeld nutzen wird. Zudem steht in Halle (Saale) nunmehr eine Induktionsschmelzanlage zur Verfügung, mit der sich eigenschaftsangepasste optische Gläser und Glaskeramiken synthetisieren lassen.

Mit LEAZit einer neuartigen Glaskeramik mit geringer Wärmeausdehnung und microPREP, einem laserbasierten Probenpräparationsgerät für die Mikrostrukturdiagnostik, haben die Mitarbeiter des neuen Geschäftsfelds bereits nachgewiesen, wie leistungsfähig die von ihnen entwickelten Lösungen sind. Ersteres wurde mit dem Hugo-Junkers-Preis des Landes Sachsen-Anhalt als bestes Projekt der angewandten Forschung 2018 ausgezeichnet, Letzteres mit dem ersten Platz beim Innovationspreis 2018 des TÜV Süd geehrt. „Diese Ideen wollen wir weiterentwickeln und auch neue Anwendungsfelder erschließen. Ich denke an die besonderen präparativen und analytischen Herausforderungen hybrider Systeme, in denen organische mit anorganischen Materialien kombiniert sind“, sagt Höche.

von mn

www.imws.fraunhofer.de

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