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AIF/ZIM: Wandradar – Intelligente und präzise Wandinspektion mittels Wandradrar
| Local Project Manager: | Dr. Toni D. Großmann |
| Project Leader: | Prof. Dr. Harald Kuhn |
| Partners: | Wuttke Ingenieure GmbH |
| Duration: | 01.09.2025 bis 31.08.2028 |
| Aims of the Project: | Entwicklung Abstandssensorik und KI-basierte Datenauswertung (Teilprojekt)
Das Projekt zielt darauf ab, ein automatisiertes, ganzheitliches System zur Vermessung und Charakterisierung von Innenräumen und deren Wandstrukturen zu entwickeln. Die besondere Innovation liegt darin, Radarmessungen zur Detektion der Wandeigenschaften erstmals nahtlos mit Tachymetermessungen der Innenraumgeometrie zu verknüpfen und automatisiert in ein Bauwerksdatenmodell (BIM-System) zu integrieren. Neben der Geometrie der Räume soll das System auch verdeckte Objekte wie Leitungen, Hohlräume und Materialinhomogenitäten präzise erfassen sowie in das BIM integrieren können. Dazu wird ein modifiziertes Radargerät entlang der Wände geführt und dessen Messdaten mit den Messdaten eines Tachymeters kombiniert. Mithilfe spezifischer Algorithmen sollen die Radardaten der Wandstrukturen analysiert und georeferenziert gespeichert werden. Eine KI-basierte Auswertung soll die verborgenen Objekte erkennen und klassifizieren sowie eine spätere Überprüfung und Analyse der Messungen ermöglichen.
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SAB: DeLiQuaT – Deterministische Lichtquellen für die Quantentechnologien
| Local Project Manager: | Dr. Martin Möbius |
| Project Leader: | Prof. Dr. Karla Hiller |
| Partners: | Fraunhofer ENAS, Fraunhofer IIS/EAS, TU Dresden, HTW Dresden |
| Duration: | 01.01.2026 bis 31.12.2027 |
| Aims of the Project: | Quantentechnologien sind von wachsender Bedeutung für Wirtschaft und Gesellschaft, etwa durch die Leistungssteigerung von Quantencomputern, sichere Kommunikation mittels Quantenschlüsselverteilung und präzise Messungen durch Quantensensoren. In den Bereichen Quantenkryptographie, -computing und -sensorik sind miniaturisierte, gut kontrollierbare quantenmechanische Systeme essenziell. Hierbei spielen einzelne Photonen und Photonenpaare eine zentrale Rolle, insbesondere für den Austausch von Quantenverschränkung, die eine grundlegende Interaktion komplexer Quantensysteme ermöglicht.
Aktuelle Lichtquellen wie Laser sind auf Einzelphotonenebene nur begrenzt kontrollierbar, da sie zur Photonenbündelung (Bunching) neigen, was die Vorhersagbarkeit der emittierten Photonenzahl erschwert. Einzige Alternativen, die zuverlässig einzelne Photonen emittieren können, sind einzelne Atome, Moleküle oder Quantenpunkte (QD). Anorganische Quantenpunkte bieten hier den Vorteil, als stabile und kontrollierbare Photonenquellen zu fungieren, da sie leichter zu handhaben sind als Atome und weniger anfällig für Instabilitäten sind als Moleküle.
Der Forschungsschwerpunkt des aktuellen Vorhabens liegt im Bereich der deterministischen Photonenquellen: im Fokus der grundlegenden Forschung stehen hierbei deren Leistungsfähigkeit, Kontrollierbarkeit und die Miniaturisierung, um den universellen Einsatz dieser Systeme in zukünftigen Anwendungen zu ermöglichen. Die jeweiligen Projektpartner befassen sich mit der mikrotechnologischen Assemblierung von Quantenpunkten, die als Einzellichtquelle dienen, und deren Packaging sowie der Charakterisierung dieser neuartigen Lichtquellen. Des Weiteren sind neue optische Materialien und Aufbauten für die optischen Systeme, wie planare Linsen und monomodige sm-Fasern (Lichtwellenleitern), sowie einer Koppeloptikverbindungslage, Gegenstand der Untersuchungen.
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SMWA: MAC-1 – Microfluidic Assembly Card 1
| Local Project Manager: | Julia Hann |
| Project Leader: | Mathis Janßen |
| Duration: | 01.01.2026 bis 31.12.2026 |
| Aims of the Project: | Die DNA-Origami-Methode ist eine molekulare Nanotechnologie, bei der einzelne lange, cyclische DNA-Stränge durch kurze komplementäre Oligonukleotide (Klammer-Stränge, engl. staple strands) gezielt in definierte zweidimensionale oder dreidimensionale Strukturen gefaltet werden. Das Prinzip nutzt die hohe Spezifität der Basenpaarung, um komplexe, selbstassemblierende Formen im Nanometermaßstab zu erzeugen. DNA-Origami hat sich als Schlüsseltechnologie in der Nano(bio)technologie in den letzten 10 Jahren stark etabliert, da die Fähigkeit, DNA-Strukturen exakt zu formen, zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten eröffnet, wie bspw. als präzise Wirkstoffträger in der Medizin, Bindungsplattformen für Biosensoren oder als nanometergenaue Masken für lithographische Verfahren in der Halbleiterindustrie.
Dennoch ist die Herstellung von DNA-Origami-Strukturen heute noch überwiegend manuell, zeitaufwendig, ressourcenintensiv und nicht standardisiert. Jeder Schritt – vom thermischen Falten über die Funktionalisierung bis hin zur Reinigung – wird händisch durchgeführt und erfordert Fachwissen, Erfahrung, Spezialgeräte sowie viel Zeit. Das limitiert nicht nur die Skalierbarkeit, sondern auch den Transfer aus dem Forschungslabor in die wirtschaftliche Anwendung. Da DNA-Origami-Strukturen üblicherweise hochkonzentriert in µL-Volumina produziert werden, sind sie sehr gut geeignet für die Produktion in einem mikrofluidischen Aufbau.
Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung einer innovativen, mikrofluidischen Plattform zur schnellen, automatisierten und standardisierten Herstellung (Assembly) und Reinigung von DNA-Origami-Strukturen. Durch Kombination einer Heizstrecke zur Faltung und einer neuartigen gel-basierten Aufreinigung der DNA-Origami innerhalb einer Flusszelle soll ein Tool entstehen, welches die Synthese von DNA-Origami-Strukturen schneller, reproduzierbarer und ressourcenschonender gestaltet, als es die herkömmlichen, sequenziellen Produktionsweisen ermöglichen.
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