Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 74 Institute und Forschungseinrichtungen. Als Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (Fraunhofer IMM) forschen und entwickeln wir in den Bereichen Energie, Chemie und Diagnostik. Die Schwerpunkte liegen dabei auf der wasserstoffbasierten Energieversorgung, der nachhaltigen Chemie und Prozessanalytik sowie der personalisierten Diagnostik und Liquid Biopsy. Mit unserer Entwicklungsarbeit leisten wir einen wesentlichen Beitrag zu den gesellschaftlichen Herausforderungen „sichere, saubere und effiziente Energie“, „Klimaschutz, Umwelt und Ressourceneffizienz“ sowie „Gesundheit“.
Im Produktbereich Nanopartikel-Technologien beschäftigen wir uns mit der Herstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln mit unterschiedlichsten Eigenschaften und Anwendungen in der pharmazeutischen, chemischen und landwirtschaftlichen Industrie sowie der Konsumgüterindustrie. Dies umfasst neben metallischen (z.B. Cu, Pt, Pd), oxidischen (z.B. ZnO, SiO2, FexOy, Al2O3) und halbleitenden Nanopartikeln (Quantum Dots) auch polymere Partikel und Kapseln aus synthetischen oder natürlichen Materialien von 50 nm bis zu mehreren Mikrometern. Neben den Herstellungsprozessen befassen wir uns auch mit speziell zugeschnittener prozessspezifischer Analytik (speziell Lichtstreuung und Spektroskopie) mit Augenmerk auf Prozessqualitätskontrolle und Umweltfreundlichkeit.
Für die Verkapselung von aktiven Stoffen haben wir verschiedene Technologien für effektives Laden mit hydrophilen und lipophilen Flüssigkeiten sowie Feststoffen etabliert. Eigenschaften der Partikel, wie chemische Zusammensetzung, Form, Morphologie und Oberflächenfunktionalisierung, werden dabei anwendungsspezifisch eingestellt. Der Einsatz modularer Reaktoren im kontinuierlichen Syntheseprozess steigert die Reproduzierbarkeit und Kontrolle über Partikelgröße, Größenverteilung und Zusammensetzung. Eine gezielte Anpassung von Flussraten und Temperatur erlaubt eine sehr gute Kontrolle über die gewünschten Produkteigenschaften.
Die Prozess-Analytik umfasst neben herkömmlichen Prozessparametern wie Druck, Temperatur, Flussrate etc. zusätzlich auch Partikelanalytik. Dafür werden am Fraunhofer IMM spezielle Messverfahren und Aufbauten entwickelt, um im laufenden Prozess die erzeugten Materialien insbesondere hinsichtlich der Partikelgröße sowie das Prozessabwasser auf partikuläre Reste zu analysieren. Dazu bringen wir unsere Expertise in optischem Design, der Präzisionsfertigung von Bauteilen und -Gruppen sowie der Systemintegration in die Entwicklung ein.
Unser Portfolio wird kontinuierlich erweitert, Beispiele umfassen Inline-Messgeräte für
• Nachweis von Nanopartikeln in industriellen Abwässern
• Größenmessung mittels dynamischer Lichtstreuung unter Durchflussbedingungen.
Hier finden Sie weitere Informationen zu Expertise & Technologien und dem Innovationsfeld Nanopartikel.
