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Flexible Gehirnimplantate für mehr Lebensqualität mit Parkinson
Gemeinsam mit europäischen Partnern arbeitete das Fraunhofer IZM an der Entwicklung hochintegrierter, flexibler Gehirnimplantate. Ziel war eine neue, minimalinvasive Lösung für die Behandlung neurologischer Leiden wie Parkinson. Erkrankte profitieren von einem erhöhten Tragekomfort und einer weniger aufwendigen Operation. Neurologische Erkrankungen wie Parkinson nehmen in den letzten 25 Jahren stetig zu. Eine solche Erkrankung stellt sowohl für die Patient*innen als auch für deren Angehörige eine erhebliche Belastung dar. Die Medizin steht ihnen jedoch nicht hilflos gegenüber: Als vielversprechender Behandlungsansatz hat sich die Tiefe Hirnstimulation (THS) etabliert. Dazu werden Elektroden in das Gehirn implantiert. Ihre Anregung erfolgt durch einen Impulsgeber, der im Oberkörper sitzt, umgangssprachlich »Hirnschrittmacher« genannt. Ein Hirnschrittmacher hat sich als…
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Gravitation mit Drohnen messen
Gemeinsam mit dem Quantentechnologie-Unternehmen Nomad Atomics entwickeln Forschende vom Fraunhofer IZM im Forschungsprojekt QuoGkA ein kompaktes Atomgravimeter, welches zukünftig aus der Luft Gravitationsfelder messen soll. Dafür werden die bislang laborgebundenen Messsysteme so weit miniaturisiert, dass sie mühelos in eine Drohne passen. Essenziel für diesen Schritt ist die am Fraunhofer IZM entwickelte hochintegrierte Glasbank, die zentrale optische Komponenten sowie eine Rubidium-Glaszelle vereint. Damit ermöglicht die Technologie hochpräzise Schwerkraftmessungen außerhalb des Labors und eröffnet neue Anwendungen in Bereichen wie Bergbau, Umweltmonitoring und Forschung. Mit Atomgravimetern lassen sich Gravitationsfelder hochpräzise messen. Ihr Messprinzip basiert auf der Atominterferometrie, bei der ultrakalte Rubidiumatome als Quantensensoren dienen. Das Alkalimetall Rubidium eignet sich besonders gut für das…
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Nachhaltige Medizinelektronik kann Umweltwirkungen um bis zu 65 Prozent reduzieren
Im europäischen Forschungsprojekt Sustronics (SUStainable elecTRONICS) untersuchen Forschende vom Fraunhofer IZM gemeinsam mit 45 Partnern aus Forschung und Industrie und unter Koordination von Philips Nederland B.V., wie sich Elektronik für den Gesundheitsbereich oder die Automobilindustrie über ihren gesamten Lebenszyklus ressourcenschonender gestalten lässt. Die Ergebnisse zeigen: Durch alternative Materialien, optimierte Designs und frühzeitige Ökobilanzierungen lassen sich CO₂-Emissionen und Ressourcenverbrauch bereits in der Entwicklungsphase deutlich senken. Mit seiner umfassenden Expertise in Lebenszyklusanalysen und Ökobilanzierung trägt das Fraunhofer IZM insbesondere zur Entwicklung nachhaltiger Medizin- und Diagnostikelektronik bei. Während elektronische Geräte ein elementarer Bestandteil unseres Alltags geworden sind, steigt bei ihrer Herstellung der Verbrauch kritischer Rohstoffe und der Energiebedarf kontinuierlich an. Laut der Europäischen…
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Schneller zur richtigen Diagnose: KI wertet Medizinsensoren aus
Mithilfe von KI können medizinische Daten effizienter und genauer ausgewertet werden. Ein am Fraunhofer IZM entwickeltes Sensorsystem zur Diagnose von Herz-Kreislauf-Erkrankungen wird durch die Einbindung von KI zu einem vielversprechenden Werkzeug in der Kardiologie. Auch für die erfahrensten Ärzte ist es kaum möglich, in der Diagnostik den Durchblick zu behalten: Laut WHO lassen sich 55.000 Krankheiten mit 13.000 Symptomen unterscheiden.[1] Darunter gehören Herz-Kreislauf-Erkrankungen, zum Beispiel Bluthochdruck, Herzschwäche und Herzrhythmusstörungen, zu den häufigsten. Ein Großteil der weltweiten Todesfälle ist auf sie zurückzuführen. Aber sie sind gut erforscht und erkennbar. In Wearables, etwa in Smartwatches, sind oft Sensoren verbaut, die ihre Träger*innen bei Warnzeichen alarmieren. Die umfangreiche kardiologische Diagnostik ersetzen sie nicht.…
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Zukunftstechnologien lassen Rohstoffbedarf steigen: Fraunhofer-Studie zeigt Handlungsbedarf
Elektromobilität, Energiewende, Künstliche Intelligenz und Co: Wie wirken sich aufstrebende Technologien auf unseren Rohstoffbedarf aus? Diese Frage beantwortet die neue Auflage der Studie »Rohstoffe für Zukunftstechnologien«, die heute vorgestellt wurde. Die Fraunhofer-Institute ISI und IZM analysieren darin die zukünftige Entwicklung von 34 Technologien und 14 Rohstoffen im Auftrag der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) in der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Für eine nachhaltige Transformation braucht es frühzeitige Maßnahmen gegen Versorgungsengpässe. Der Bedarf an bestimmten Rohstoffen könnte in den kommenden Jahren stark steigen: Zukunftstechnologien ermöglichen den Übergang zu einer klimaneutralen und digitalisierten Wirtschaft, führen aber gleichzeitig zu einer steigenden Nachfrage nach mineralischen Rohstoffen. Bereits zum vierten Mal gibt die Studie »Rohstoffe…
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Interaktive Ausstellung macht neuronale Kommunikation körperlich erfahrbar
Wenn angewandte Forschung auf Medienkunst trifft, entsteht ein neuartiger Zugang zur Bioelektronik: Mit Somatic Circuits präsentiert das Fraunhofer IZM ein Kunstwerk, das die Kommunikation biologischer Signale in ein körperliches und ästhetisches Erlebnis verwandelt. Im Zentrum stehen flexible Wearables, die die Künstlerin Marlot Meyer mithilfe von Entwicklungen der Forschungsgruppe „Technologien der Bioelektronik“ und dem Kurator Pierre Wolter (Galerie Art Claims Impulse) gestaltet hat. Sie verbinden Klang, Berührung und Körperwahrnehmung in einem multisensorischen Netzwerk. Das interaktive Kunstwerk, welches Wissenschaft und Design verbindet, feiert ihre Premiere beim Festival der Zukunft in München vom 2. bis 4. Juli. Die aufblasbaren Skulpturen der Künstlerin Marlot Meyer sind groß, bunt und einladend – und sie eröffnen…
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Laserverstärker macht Quantencomputer skalierbar und schließt europäische Lieferkette
Eine zentrale technologische Hürde auf dem Weg zu leistungsfähigeren Quantencomputern ist die Bereitstellung kompakter und stabiler Laserverstärker. Gemeinsam mit neQxt GmbH und EOT GmbH arbeitet das Fraunhofer IZM daran, die Voraussetzungen für eine belastbare europäische Lieferkette in diesem kritischen Technologiebereich zu schaffen. Ionenfallen-Quantencomputer zählen weltweit zu den vielversprechendsten Architekturen für fehlertolerantes Quantencomputing. Mit steigender Qubit-Zahl wachsen jedoch auch die Anforderungen an die optische Ansteuerung der Qubits. Für den zuverlässigen Betrieb werden Laserquellen benötigt, die nicht nur genügend Leistung bereitstellen, sondern zugleich höchste spektrale Präzision und Stabilität gewährleisten. Genau hier setzt das Projekt QAmp an: Das Projekt entwickelt Verstärkermodule für relevante Wellenlängen (455nm und 493nm), die in bestehende und künftige Quantencomputersysteme…
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Skalierbares Lasersystem ermöglicht optische Atomuhren für breite Anwendungsbereiche
Optische Atomuhren sollen künftig die Zeit 40.000-mal genauer messen als etablierte Atomuhren. Ein Konsortium aus Industrie und Forschung hat im Projekt ISABELLA grundlegende Technologien für die Miniaturisierung von Lasersystemen für solche Atomuhren demonstriert. Diese Entwicklungen bieten der Wissenschaft vielfältige Vorteile – von der Klimaforschung bis hin zur Überprüfung von Naturkonstanten. Der internationale Standard in der Zeitmessung sind im Moment Mikrowellen-Atomuhren. Sie messen die Anzahl der Schwingungen eines Cäsium-Atoms mittels Mikrowellen und nutzen diese als Referenz für die Dauer einer Sekunde. Darauf basiert die koordinierte Weltzeit UTC, die in vielen Bereichen, etwa in der Meteorologie, der Satellitennavigation, dem Mobilfunk oder an der Börse unverzichtbar ist. Doch gelangen Atomuhren mit immer schnelleren…
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Galliumnitrid spielt Schlüsselrolle für grünere Elektronik
Eine deutliche Reduktion des Energieverbrauchs und der CO₂‑Emissionen durch modulare, leicht integrierbare GaN‑Leistungshalbleiter – das ist das Ziel im EU-geförderten Projekt All2GaN. 45 Partner*innen aus zwölf Ländern arbeiten daran, das Energiesparpotenzial von Galliumnitrid‑Halbleitern (GaN) für eine Vielzahl industrieller Anwendungen nutzbar zu machen. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle entlang der Wertschöpfungskette: Mit seiner international führenden Expertise in der Aufbau‑ und Verbindungstechnik entwickelt das Institut innovative Fügetechnologien, die entscheidend für die Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Nachhaltigkeit zukünftiger GaN‑Elektronik sind. Galliumnitrid gilt als einer der wichtigsten Halbleiterwerkstoffe für die Elektronik der Zukunft. Im Vergleich zu Silizium ermöglicht GaN höhere Leistungsdichten, geringere Schaltverluste und höhere Frequenzen – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen…
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500 Kilowatt pro Liter: Wechselrichter definiert die Leistungsdichte neu
Wechselrichter sind die Zentrale moderner Elektroantriebe. Sie steuern den Energiefluss zwischen Batterie und Motor und entscheiden maßgeblich über Effizienz und Performance. Am Fraunhofer IZM wurde diese Schlüsselkomponente erneut grundlegend weiterentwickelt: Ein neuartiger Inverter verarbeitet 500 Kilowatt Leistung bei einem Volumen von nur einem Liter und erreicht dank seiner extrem niedrigen Induktivität einen Wirkungsgrad von 99 Prozent. Alle anschnallen, es geht los. Kräftige Elektromotoren werden meist mit Drehstrom angetrieben, sogenanntem Dreiphasenwechselstrom. Das gilt auch für aktuelle Elektroautos, deren Batterien die Energie allerdings als Gleichstrom bereitstellen. Für die Umwandlung in Drehstrom sorgt der Wechselrichter, das Herzstück im Antriebsstrang. Unter der Motorhaube eines Elektroautos ist der verfügbare Platz begrenzt, also gilt auch hier:…
