Forschungsergebnisse
Exzellente Grundlagenforschung ist die Basis für innovative Produkte. Dabei ist der technologische Fortschritt immer eng verbunden mit der Möglichkeit, Materie und ihre Bewegung auf immer kürzeren Längen- und Zeitskalen zu beobachten. Ausgewählte Beispiele zeigen, wie CUI-Forschende die Ergebnisse der Grundlagenforschung bis zur Anwendung bringen.
Angewandte Nanotechnologie
Prof. Horst Weller
- Gründungsdirektor des Fraunhofer-Zentrums für Angewandte Nanotechnologien CAN, begonnen 2005 mit Gründung der CAN GmbH als Public-private-Partnership zwischen FHH, UHH und Industriepartnern.
- Prof. Weller war bis zu seinem Eintritt in den Ruhestand Ende 2022 CUI-Vorstandsmitglied mit Verantwortungsbereich Transfer und Mitglied im Transferrat der Universität Hamburg.
- Projekte zur medizinischen Anwendung von fluoreszierenden und magnetischen Nanoteilchen in Diagnostik und Therapie (u.a. gemeinsam mit dem UKE).
Coronavirus-Forschung
Prof. Henry Chapman (weitere Beteiligte Prof. Christian Betzel, Prof. Arwen Pearson)
- Forschung und Entwicklung: Röntgenkristallografisches Screening von Proteinen des SARS-CoV-2-Virus in Zusammenarbeit mit Bibliotheken, die Arzneimittel neu auswerten.
- Ziel: Neue Kapazitäten/Einrichtungen, die dann für die pharmazeutische Forschung und Arzneimittelentwicklung zur Verfügung stehen sowie Entwicklung einer Software für ein frei verfügbares Hochdurchsatz-Screening.
- Durchführung: In Partnerschaft mit dem Fraunhofer-Institut und direkte Verbindungen zur Industrie.
- Kompakte Röntgenlichtquellen (Entwicklung durch Prof. Franz Kaertner) ermöglichen es, viele der Röntgenbildgebungs- und Analysemethoden auf einen breiteren Markt zu bringen.
Corona Structural Taskforce
Dr. Andrea Thorn
- Informationen über Corona für die Öffentlichkeit auf insidecorona.de.
- Bereitstellung eines realistischen 3D-Modells des Virus, eines Antikörpers und eines Rhinovirus zum Vergleich für Schulen und die allgemeine Öffentlichkeit.
- Generelle öffentliche Aufklärung über die Mechanismen des Virus: Vorträge, Interviews, allgemeinwissenschaftliche Artikel in Magazinen.
- Verwendung der eigens entwickelten Software Auspex für die Analyse der Performance von Röntgendiffraktionsgeräten und modernen Detektoren bei Firmen wie Bruker AXS, Dectric, Rigaku etc.
Biomedizinische Anwendungen (Tumorforschung/Coronavirus)
Dr. Irene Fernandez Cuesta
- Forschung: Nachweis und Analyse einzelner Biomoleküle durch integrierte Nanofluidik-Geräte und optische Methoden.
- Ziel: Codierung von DNA für biomedizinische Anwendungen (z.B. zur Untersuchung von Viren oder Tumorzellen) mit Strichcodes sowie die Entwicklung neuer Methoden, um auch Protein-Biomarker einzusetzen.
- Weitere Anwendung: Nachweis und Quantifizierung einzelner Virionen mit einem mobilen System (z.B. zum direkten Einsatz in der Corona-Pandemie).
HALOS-Initiative
Prof. Arwen Pearson
- Explizite Kooperationsaktivitäten (halos) mit Industrie in Südschweden, Dänemark und Norddeutschland, v.a. zur Vernetzung von Wissenschaft und Industrie in der Region Skåne, der Kron Region Dänemark und der Stadt Hamburg.
- Seminarreihen, Outreach-Material, Unterstützung der Industrie bei Zugang zu Großforschungsanlagen, Unterstützung in Versuchsplanung, Datenanalyse.
- Enge Verbindung zur Medicon Valley Alliance, Mitorganisation des TechConnect Europe-Treffens.
Lasertechnologie
Prof. Roman Schnabel
- Laserlicht mit korrelierter Quantenunschärfe wird bisher kommerziell nicht angeboten, stellt aber eine wesentliche Technologie der zweiten Quantenrevolution dar.
- Zusammenarbeit zweier Exzellenzcluster: In Quantum Universe werden entsprechende Lichtquellen für die Steigerung der Empfindlichkeit von Gravitationswellenobservatorien entwickelt; im CUI-Cluster werden potenzielle Ressourcen für Quantencomputer erforscht.
- Kurzfristigere Anwendungsgebiete in der Industrie sind bereits erforscht.
- 2022: Ausgründung einer Firma aus der Universität Hamburg (ILP, AG Prof. Schnabel), die dann weltweit erstmalig solche Laser anbieten wird.
Cycle GmbH
Prof. Franz Kärtner
Spin-Off Firma Cycle GmbH (www.cyclelasers.com), gegründet 2015, 15 Mitarbeitende.
- Produkte: Femtosekunden Synchronisationssysteme sowie Ultrakurzpulslaser. Die Femtosekunden Synchronisationstechnologie wurde gezielt zur zeitaufgelösten seriellen Röntgenkristallographie entwickelt wie sie von Prof. Chapman und anderen verwendet wird. Die Ultrakurzpulslaser werden unter anderem für die Multimodale Multiphotonen-Mikroskopie (M3) benötigt. Erste Versionen des M3-Lasers wurden ursprünglich für die Detektion von Nanokristallen für die Röntgen-Kristallografie in Zusammenarbeit mit Prof. Betzel und Prof. Chapman entwickelt.
- Anwendungen: Z.B. Femtosekunden Synchronisationssysteme werden neben der Synchronisation von Großforschungsanlagen wie Röntgen- und Hochleistungslasern auch zur Übertragung von sehr rauscharmen Hochfrequenzsignalen für die nächste Generation der Deep Space Tracking Stations der European Space Agency (ESA) eingesetzt.
- Der M3-Laser: Wesentliches Produkt für die sich entwickelnde 3-Photon-Mikroskopie in den Neurowissenschaften und eventuell in der nicht invasiven Hautkrebsfrüherkennung.
Elektronen- und Ionenoptik
Prof. Markus Drescher
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Entwicklung eines neuen Instruments zur Analyse von Elektronen und Ionen aus kalten Quantengasen.
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Technologie zur Ionen- und Elektronenoptik wurde über die TransferAgentur der Universität Hamburg als EU-Patent eingereicht:
P. Wessels-Staarmann, J. Heyer, and M. Drescher, EU Patent Application No. 22 183 392.4 (2022).
- Entwicklung einer hochleistungsstarken, extrem-ultravioletten Strahlquelle im Projekt „MEGA-EUV“ (Kooperation zwischen der Universität Hamburg, DESY, Class 5 Photonics und Amphos GmbH sowie weiteren Partnern aus der Halbleiterindustrie).
WiredSense GmbH
Dr. Philipp Wessels-Staarmann
Beratung des Start-ups WiredSense GmbH (https://www.wiredsense.com/), einer Ausgründung aus dem Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie, ansässig in den Start-up Labs Bahrenfeld (https://slb.hamburg/) Ziel: Vertrieb der schnellsten auf dem Markt verfügbaren THz Detektoren.
- Dr. Philipp Wessels-Staarmann ist in die Entwicklung des Infrarotspektrometers Sweeb (https://www.wiredsense.com/page/sweeb) basierend auf dieser Detektortechnologie involviert. Ein solches Spektrometer kann die genaue Zusammensetzung von Materialien aufgrund des spektroskopischen IR-Fingerabdrucks analysieren.
- Schwerpunkte: Optikentwicklung, Intellectual Property und Patente. Einreichung zweier Patente im Bereich Optik und Verstärkerelektronik.
- Ziel ist es, die vielfältig einsetzbare Technologie der Infrarotspektroskopie durch innovative Entwicklungen kostengünstig für ein breites Anwenderspektrum wie z. B. Apotheken zur Verfügung zu stellen.
- WiredSense hat das InnoRampUp Funding der Hamburgischen Investitions- und Förderbank (IFB Hamburg) erhalten und kürzlich auch den Gründergeist Wettbewerb 2022 gewonnen.