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Dienstag, 02.01.2018

In Freital entstehen die Computer-Chips der Zukunft

Winzig klein mit riesiger Leistung – sogar beim Erkennen von Krankheiten.

Von Tobias Winzer

Viktor Bezugly zeigt einen der Öfen, in den die winzigen Kohlenstoffröhren heranwachsen. Noch ist es ein Forschungsprojekt. Die Gründung eines eigenen Unternehmens soll aber bald folgen.
Viktor Bezugly zeigt einen der Öfen, in den die winzigen Kohlenstoffröhren heranwachsen. Noch ist es ein Forschungsprojekt. Die Gründung eines eigenen Unternehmens soll aber bald folgen.

© Karl-Ludwig Oberthür

Stellen Sie sich einen Besuch beim Arzt im Jahr 2030 vor. Schon seit Wochen haben Sie so ein komisches Unbehagen. Sie fühlen sich irgendwie nicht fit und wollen wissen, was mit Ihnen los ist. Der Arzt reicht Ihnen einen quaderförmigen Kasten mit einem Blasrohr. „Einmal bitte pusten“, sagt er. Nur wenige Sekunden später liegt das Ergebnis vor: Sie leiden an einer Nierenerkrankung.

Klingt unrealistisch? Eugenia und Viktor Bezugly glauben daran, dass dies bald Realität werden kann. Im Freitaler Technologiezentrum haben die beiden Forscher ein Labor eingerichtet, in dem sie in den kommenden drei Jahren an der Entwicklung von neuartigen Computer-Chips arbeiten. Über ein bundesweites Forschungsprojekt bekommen sie für diese Zeit zwei Millionen Euro zur Verfügung gestellt. Mit diesem Geld können sie die Miete zahlen, teure Labortechnik kaufen und fünf Mitarbeiter beschäftigen. Anschließend wollen sie ein eigenes Unternehmen gründen. Läuft alles nach Plan, steht ihnen dann ein Milliarden-Markt offen.

Schon seit ein paar Jahren arbeiten die Bezuglys – sie: Ingenieurin und Bio-Chemikerin, er: Physiker – an ihrer Idee. Im Jahr 2000 kamen sie zur Promotion aus der Ukraine nach Dresden. 2014 gewannen sie mit ihrem Vorhaben beim sächsischen Innovationswettbewerb Future Sax.

Ihre Idee fußt auf einem weltweit bekannten Problem. Heutige Computerchips, wie sie in PCs, Smartphones oder auch Maschinen eingesetzt werden, bestehen zu einem großen Teil aus winzigen Leiterbahnen, die aus dem Element Silizium gefertigt werden. Silizium gerät bei der Leistungsfähigkeit mittlerweile aber an physischen Grenzen.

Eugenia und Viktor Bezugly glauben, dass die Zukunft beim Kohlenstoff liegt – oder besser gesagt in winzigen Röhren, die aus Kohlenstoffverbindungen bestehen. Diese sogenannten Nanotubes, also Miniröhren, sind 15 000-mal dünner als ein menschliches Haar, extrem leistungsfähig, energieeffizient und sehr belastbar. Bislang ist es aber noch nicht gelungen, diese Nanotubes verlässlich und mit einwandfreier Qualität herzustellen. Erst, wenn das gelingt, können Chips, in denen Nanotubes Siliziumbahnen ersetzen, zur günstigen Massenware werden. In den kommenden drei Jahren wollen die Bezuglys und ihre Mitarbeiter nun genau daran arbeiten.

„Wir wollen hohe Qualität in großen Mengen erreichen“, erklärt Eugenia Bezugly. Deswegen sind die drei Laborräume vollgestopft mit moderner Technik – unter anderem mit Öfen, in denen die Nanotubes auf Trägerplatten minutenschnell heranwachsen. Außerdem gibt es Analysegeräte, mit denen letztlich die gute Qualität der Tubes nachgewiesen werden kann.

Ursprünglich an der Technischen Universität Dresden angesiedelt, hatten sich die Forscher zunächst in der Landeshauptstadt nach geeigneten Räumen umgeschaut. Doch sowohl im Technologiezentrum im Dresdner Süden als auch im Bioinnovationszentrum sind die Plätze knapp. Also nahmen die Bezuglys Kontakt nach Freital auf und wurden im hiesigen Technologiezentrum fündig. „Die Infrastruktur hier ist perfekt, und wir haben die Möglichkeit, uns noch zu erweitern“, sagt Eugenia Bezugly.

Für ihre Innovation können sich die Forscher viele Anwendungen vorstellen. Konzentrieren wollen sie sich zunächst auf die Herstellung von Computerchips, in denen die Nanotubes eingebaut sind, und auf die Entwicklung von hochempfindlichen Sensoren. Diese könnten dann letztlich auch in neuartigen Atemluft-Messgeräten eingesetzt werden. Weil die Nanotubes sehr empfindlich reagieren, könnten solche Messgeräte nicht nur, wie heute, zum Beispiel eine Alkoholkonzentration in der Atemluft erkennen, sondern auch geringer konzentrierte Stoffe, die auf bestimmte Krankheiten hinweisen – Aceton für Diabetes oder Ammoniak für eine Nierenkrankheit zum Beispiel.

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