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SPECTARIS vereint den Hightech-Mittelstand Deutschlands, dessen Produkte auf Optik und Präzisionstechnik basieren.
Der SPECTARIS-Fachverband Consumer Optics vereinigt Hersteller und Großhändler von Brillengläsern, Brillenfassungen und Zubehör
Der SPECTARIS-Fachverband Photonik vertritt Hersteller von Lasern und Optischen Komponenten
Der SPECTARIS-Fachverband Medizintechnik vertritt Unternehmen des Investitionsgüter- und Hilfsmittelsektors
Die SPECTARIS-Fachgruppe Analysen-, Bio- und Labortechnik vertritt Hersteller von Laborgeräten

Möglichkeiten zur Beteiligung an IGF-Projekten

Ziel der im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung geförderten Forschungsprojekte ist die Unterstützung deutscher mittelständischer Unternehmen bei der Verfolgung potentialreicher Innovationsideen. Daher sind für den Erfolg des Projektantrags die Darstellung eines nachdrücklichen Interesses und der Unterstützung durch Industrieunternehmen, insbesondere durch KMU, von zentraler Wichtigkeit.

Möchten Sie zur Ermöglichung eines der laufenden Projekte oder der Projektvorhaben beitragen und es durch Teilnahme im Projektbegleitenden Industrieausschuss oder durch einen Förderbeitrag zur Abdeckung der Administrationskosten unterstützen, freuen wir uns auf Ihre Kontaktaufnahme und lassen Ihnen gerne weitere Informationen zukommen.

Laufende Projekte

„CellPulse: Zellmanipulation im Hochdurchsatz mittels gepulster Laser"

Heutige Techniken zur Manipulation einzelner Zellen in komplexen Zellpopulationen sind oft apparativ aufwändig und durch mangelnde Zellselektivität und/oder hohe Belastung der Zellen geprägt. Eine präzise photonische Zellmanipulation bietet für biomedizinische Applikationen vielfältiges Einsatzpotenzial. Projektziel ist die Hochdurchsatz-Manipulation von Zielzellen in fluidischen Lösungen im Durchfluss mittels einzelner Laserpulse.

„Adaptive Phasenkontrastmikroskopie zur Eliminierung des Randeffektes in Mikrotiterplatten (APERITIf)“

Das Phasenkontrast-Verfahren ist eines der wichtigsten mikroskopischen Verfahren zur Sichtbarmachung transparenter, unangefärbter Zellen. In Mikrotiterplatten, dem Standardgefäß für Zellkulturen, versagt das Verfahren jedoch aufgrund der Oberflächenwölbung des Nährmediums im Randbereich der Wells. Durch diesen Randeffekt kann ein Großteil der Zellen nicht untersucht werden. Ziel des Projekts ist die vollständige Wiederherstellung des Phasenkontrasts durch eine automatische optische Kompensation der unerwünschten Flüssigkeitslinse. Dies geschieht durch Algorithmen und adaptive optische Elemente.

„Entstehungsdetektion und Vermeidungsstrategien von Mikropartikeln in Plasmabeschichtungsprozessen für die optische Industrie (EVAPORE)“

Mikrodefekte in funktionalen optischen und optoelektronischen Beschichtungen führen zu optischen Verlusten, reduzieren Filterfunktionen und die Laserzerstörfestigkeit von Optiken. Ziel ist die verbesserte Beherrschung der Defektbildung in Beschichtungsprozessketten für optische Anwendungen durch das vertiefte Verständnis von Entstehungsmechanismen, Eigenschaften und Wirkmechanismen der Defekte. Hierzu werden Partikelbildung und -bewegung simuliert und messtechnisch erfasst. Eine strategische Optimierung von Prozessparametern und Quellendesigns soll zu reduzierten Partikelbelastungen führen.

„Kombination von Subaperturen zur hochgenauen Vermessung asphärischer Flächen unter Verwendung eines speziell angepassten Tilted Wave Interferometers (TWI-Stitch)“

Für die Fertigung großer, konvexer asphärischer Präzisionsoptiken oder Freiformflächen steht zur Zeit keine zufriedenstellende Methode zur Linsenvermessung zur Verfügung. Ziel des Projekts TWI-Stitch ist die Entwicklung und Einführung einer erweiterten Messtechnik, die für neue und innovative Produkte von z. B. lichtstarken Optiksystemen für die Fernerkundung und Hochernergieoptiken angewendet werden kann. Hierfür soll nun ein speziell angepasstes Tilted Wave Interferometer, welches nahezu beliebige Formen vermessen kann, mit einem modernen Stitching Algorithmus kombiniert werden.

„Entstehungsmechanismen mittelfrequenter Fehler und deren aktive Vermeidung (EmmaV)“

Bei hochwertigen Optikflächen können Fehler im mittleren Frequenzband zwischen Formabweichung und Rauheit (Mid-Spatial Frequency Errors, MSFE) dazu führen, dass die Optiken auf Grund des resultierenden Beugungs-und Streulichtanteils nicht verwendet werden können. Ziele des Projektvorhabens EmmaV sind die systematische Beschreibung von MSFE sowie deren aktive Vermeidung. Dazu werden die Erscheinungs-formen dieser Fehler analysiert und ihre Ursachen im Fertigungs-durchlauf identifiziert. Strategien zur MSFE-Vermeidung sollen durch Fehlersimulation und Optimierung von Prozessparametern entwickelt werden.

„Einsatz von Formgedächtnisaktoren in minimalinvasiven chirurgischen Instrumenten (EFORMIN)“

In der minimalinvasiven Chirurgie wird eine Vielzahl an Instrumenten eingesetzt, deren Ausrichtung und Bewegung meist rein mechanisch über Bowdenzüge oder Zug- und Druckstangen erfolgt. Die Limitierung der Bewegungsfreiheitsgrade oder eine mechanische Übersetzung verhindern die intuitive und feinfühlige Handhabung. Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines multifunktionalen, minimalinvasiven Instruments mit verbesserter Handhabung. Mit Antrieben auf Basis von Formgedächtnismaterialien wird ein modulares Instrument aus Einzelkomponenten mit Feedback entwickelt, das sich an die jeweilige Anwendung anpassen lässt.

„Entwicklung eines in situ Sensors zur Überwachung der metabolischen Aktivität in Bioprozessen (ISICOM)“

Ein ansteigender Pharmazeutikabedarf erfordert eine Steigerung von Effizienz und Verlässlichkeit der Überwachung und Regelung mehrphasiger biotechnologischer Prozesse. Neue Sensorkonzepte zur nicht-invasiven Echtzeiterfassung metabolischer Aktivität fehlen bisher. Projektziel ist, durch simultane Messung von Biomassekonzentration, pH- und pO2-Wert in einer kurzzeitig abgeschlossenen Kammer den O2-Verbrauch als Indikator des Zellzustands während der Kultivierung ohne Probenentnahme zu ermitteln. Dazu soll ein optischer Kombi-Sensor auf Basis von Fluoreszenzprinzip und Reflexionsmessung entwickelt werden.

„Konzipierung und Validierung einer hochpräzisen 3D-Aufbautechnik für miniaturisierte optische Mikroresonator Gyroskope (MiReG)“

Bei hochsensiblen optischen Gyroskopen, z. B. für Navigationsgeräte in Luft- und Raumfahrt, werden bisher verschiedene Materialien hybrid integriert, deren unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten häufig zur Dejustage führen. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer thermisch unempfindlichen Aufbau- und Verbindungstechnik für hochpräzise miniaturisierte Gyroskope auf Basis von optischen Kugelresonatoren. Hierfür ist die Verwendung eines kostengünstig herstellbaren Halbzeugs ausschließlich aus dünnem Displayglas vorgesehen.

„Strukturierte Beleuchtung und hyperspektrale Bildgebung als neuartiger Ansatz zur Tumorerkennung in der Dermatologie (HSI-plus)“

Bei Untersuchungen zur Hautkrebsfrüherkennung erfolgen Biopsien heute meist ausschließlich auf Basis visueller Kontrollen und abhängig von der Erfahrung der durchführenden Ärzte. Projektziel ist die Entwicklung eines bildgebenden Messsystems zur objektiven Erkennung prämaligner Läsionen der Haut. Dazu werden zwei Technologien kombiniert: Mit strukturierter Beleuchtung soll eine Tiefenauflösung erreicht und störende Signalanteile aus unteren Gewebeschichten herausgefiltert werden. Ein multifokales hyperspektrales Kamerasystem soll Zellveränderungen durch ortsaufgelöste Erfassung optischer Hauteigenschaften abbilden.

„Strukturierte CVD-Diamant-Mikroschleifstifte (DIAS)“

Gestiegene Anforderungen an die Oberflächengüte von Präzisionsbauteilen erfordern Diamantmikroschleifstifte mit kleineren Durchmessern und feinerer Schleifkörnung als heute mit gebundenen Körnern realisierbar. Schleifstifte mit mikro-kristalliner CVD-Diamant-Beschichtung sind verschleißärmer und erlauben kleinere Stiftdurchmesser, leiden jedoch unter schneller Verschmierung und mehr Werkzeugbruch. Ziel ist die Entwicklung robuster CVD-Diamant-Schleifstifte mit 0,1-3 mm Durchmesser. Dies soll durch vergrößerten Spanraum, Antihaftschichten, Innenkühlung und Anpassung der Spanntechnik erreicht werden.

„Laser-Strahlschmelzen metallischer Gläser – Optimierung von Werkstoff und Herstellungsverfahren (OptMetGlas)“

Metallische Gläser besitzen aufgrund ihrer Amorphität einzigartige mechanische Eigenschaften und sind daher als Konstruktionswerkstoff höchst interessant. Die Bauteildimensionen sind jedoch bei der Verarbeitung durch konventionelle Fertigungsverfahren auf wenige Zentimeter begrenzt. Additive Laser-Strahlschmelzverfahren verfügen über das Potenzial, größere und komplexere Bauteile aus metallischem Glas herzustellen. Ziel des Vorhabens ist es, die herausragenden Materialeigenschaften für die breite industrielle Anwendung zu erschließen. Ermöglicht werden soll dies durch prozess- und legierungsseitige Optimierungen.

Projektvorhaben

„Neuro-muskuläre Signaturen zur Entwicklung individualisierter Beatmungstherapie (NewBeat)“

Während maschineller Beatmung mit Spontanatmung können Patienten-Ventilator Asynchronien zu hohen Atemzugvolumina und Scherkräften an der Lunge führen. In dem Projektvorhaben "Neuro-muskuläre Signaturen zur Entwicklung individualisierter Beatmungstherapie" (NewBeat) sollen diese Asynchronien beseitigt werden, um so die Morbidität und Mortalität beatmeter Patienten zu reduzieren sowie individuelle Verluste gesundheitsbezogener Lebensqualität nach maschineller Beatmung vorzubeugen.

„Optimierte Schichtmaterialien für IR-, VIS- u. UV-Anwendungen (OSIRIS)“

Die Leistungsfähigkeit optischer Schichtmaterialien hängt von Parametern wie Absorption und mechanischer Spannung ab und ist merklich anfällig gegenüber Änderungen in der atomaren Struktur oder der elementaren Zusammensetzung durch Eindringen extrinsischer Stoffe in das Schichtgefüge. Projektziel ist die Optimierung optischer Schichten hinsichtlich des Einflusses von Wassereinbau auf Absorptionsvermögen und Schichtspannung mithilfe einer Kombination von experimenteller Analyse und paralleler Computersimulationen.

„Multimodale Erweiterung und Standardisierung zur verlässlichen Messung aktivitätsabhängiger Änderungen in komplexen Systemen (MitoSkopie-MEtabox)“

Bisher lässt sich der metabolische Austausch von Zellen unterschiedlichsten Energiebedarfs und -verbrauchs nicht räumlich auf Einzelzellebene darstellen. Dabei spielen Änderungen im zellulären Energiestoffwechsel des Nervengewebes bei altersassoziierten Erkrankungen, wie Demenzen, eine wesentliche Rolle. Projektziel ist die Etablierung einer standardisierten, benutzerfreundlichen Technologieplattform zur Aufklärung krankhafter Stoffwechseländerungen.

„3D-Polymerdruck von Brillengläsern (Ink Eye)“

Hohe Anforderungen an zu realisierende Transparenz und Formtreue verhindern bisher den Einsatz additiver Fertigung für optische Komponenten. Projektziel ist, am Beispiel von Brillengläsern Polymere mit den benötigten Formtreuen (< 5 µm) und Rauheiten (< 5 nm) sowie hoher Kratzfestigkeit zu drucken.

„Mikroresonatoren für die point-of-care Diagnostik pathogener Keime (InfektResonator)“

Bei stationären Behandlungen kommt es durch ungezielten und übermäßigen Einsatz von Antibiotika immer häufiger zu oft tödlichen Infektionen durch (multi-) resistente Erreger. Projektziel ist die Entwicklung eines schnellen, sensitiven Analysesystems, um schneller belastbare diagnostische Daten zu den Erregern zu erhalten und somit Antibiotika gezielt einsetzen zu können.

„Entwicklung der LightPLAS-Schichtchemie zur Adhäsionsreduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten (LightTraum)“

Die effektive Reduktion der Zellhaftung durch LightPLAS-Beschichtung eines Traumaimplantats, die meist nur temporär im Körper verbleiben, wurde bereits demonstriert. Jedoch erschwert eine mangelnde Prozesssicherheit die Umsetzung dieser Technologie. Projektziel ist, die verbleibenden Nutzungshürden abzubauen.

„Intentionelle Osseodisintegration enossaler Implantate mit biophysikalischen Methoden (ODIN)“

Implantate können im menschlichen Knochen irreversibel festwachsen (Osseointegration). Zur Entfernung sind die Implantate herauszufräsen, was erhebliche Knochendefekte verursacht. Ziel dieses Projekts ist eine gewebeschonende, intentionelle Osseodisintegration mit Hilfe eines kontrollierten, thermischen Impuls.

„Cavity-Enhanced Raman-Spektroskopie für Prozessanalytik (Cers-Pro)“

Viele Raman-aktive Substanzen können bei niedrigen Stoffmengen nicht detektiert werden. Projektziel ist, die Eignung eines Cavity-Enhanced Raman Spektroskopie-Ansatzes (CERS) zur Steigerung der Nachweisstärke in der Prozessanalytik zu erforschen.

„Hybridfertigung optischer Oberflächen (HyoptO)“

Steigende Ansprüche an Form, Rauheit und optische Sauberkeit optischer Komponenten führen bei konventionellen Schleif- und Polierverfahren zu Prozessketten mit immer feineren Abstufungen der Bearbeitungsschritte und folglich zu immer längeren Bearbeitungszeiten. Ziel von HyoptO ist, durch die Verknüpfung konventioneller Verfahren mit laserbasierten Prozessschritten die geforderten Qualitäten in deutlich verkürzten Bearbeitungszeiten zu erreichen.

Ansprechpartner

Dr. Markus Safaricz
Forschung & Innovation
Fon 0 30 41 40 21-39