Autor: Natascha Elsner

Die Biosensor Engineering GmbH mit Sitz in Bochum entwickelt GaN-Sensoren für die Point-of-Care Diagnostik und personalisierte Medizin, die eine hochsensitive quantitative Proteinanalytik sowie Messungen extra- und intrazellulärer Signalwege erlauben und Ergebnisse in kürzester Zeit liefern. Mit den Biosensoren sollen in Zukunft 5-Euro-Atemtests in weniger als 1 Minute möglich sein, die genauso zuverlässige Diagnosen liefern wie ein PCR-Test, der für die gleiche Diagnose 15 Minuten benötigt und ca. 120 Euro kostet. Zielmärkte sind vorrangig die humanmedizinische und veterinärmedizinische In-vitro-Diagnostik sowie die pharmazeutische Industrie.

Das Spin-off AEsy der RWTH Aachen kombiniert die Acoustic Emission Technologie mit intelligenter Datenauswertung auf Basis des Machine Learning und bietet erstmals ein Zustandsüberwachungssystem zur frühzeitigen Verschleiß- und Schadensdetektion von Gleitlagern in Windenergieanlagen. Dabei werden relevante Zustandsparameter, die auf ein Spontanversagen von Gleitlagern hindeuten, extrahiert. Auf diese Weise kann frühzeitig in die Anlagensteuerung eingegriffen, ein Spontanversagen verhindert und die Lebensdauer der Gleitlager und somit der gesamten Anlage verlängert werden. Mit AEsy wird eine Condition Monitoring-as-a-Service-Lösung angeboten, die die kontinuierliche Zustandsüberwachung auf Basis der Acoustic Emissions Technologie aktiv mit der Anlagensteuerung verknüpft.

Schnittstellen zwischen Mensch und Maschine haben sich in den letzten Jahren zunehmend weiterentwickelt, sind in ihrer Ausgestaltung jedoch immer noch sehr
begrenzt. Tastaturen, Mäuse und Controller sind immer noch die primären Mittel, um mit Computern und insbesondere mit Computerspielen zu interagieren. Diese Technologien sind nicht intuitiv und für Menschen mit physischen Einschränkungen nur bedingt bedienbar. snap DISCOVERY hat deshalb ein KI-fähiges Brain-Computer-Interface Headset entwickelt und nutzt fortschrittliche Neurotechnologie, um Gehirnaktivitäten in Echtzeit zu analysieren und mit konkreten Befehlen Computerspiele allein durch Gehirnaktivitäten zu steuern. So können beim Spielen Aktionen einfach durch Gedanken ausgeführt werden, ohne einen Controller in die Hand nehmen zu müssen.

SA-Dynamics stellt recyclebare High-Performance Dämmtextilien aus biobasierten Aerogel-Fasern her. Diese sollen die zurzeit verwendeten, aus fossilen Rohstoffen gewonnenen Isolationsmaterialen wie Polyurethan oder Styropor ersetzen. Die Aerogel-Textilien bestehen zu über 90 Prozent aus Luft und lassen sich auf herkömmlichen Textilmaschinen verarbeiten. Sie bieten eine herausragende thermische Isolation, sind extrem leicht und vollständig biologisch abbaubar.
Primäre Zielmärkte sind die Textilindustrie (Bekleidung, persönliche Schutzausrüstung) und die Bauwirtschaft (Wärmedämmung). Langfristig soll eine Plattformtechnologie etabliert werden, die weitere Anwendungsfelder in den Bereichen Mobilität, Luft- und Raumfahrt, Hygiene/Medizintechnik und Hochtemperaturtechnik eröffnet.

Power2Polymers, ein Spin-off der RWTH Aachen, hat eine innovative Technologie zur Herstellung kostengünstiger, nachhaltiger und leistungsstarker Polymerprodukte für Spezialanwendungen wie Schmierstoffe, Industrieklebstoffe und Dichtstoffe entwickelt. Die Technik basiert auf der Integration eines neuartigen Bausteins namens POM in Basis-Polymere. Geschützt durch ein breites Patentportfolio mit 8 Patentfamilien bieten die resultierenden Materialien Performance-Vorteile wie bessere Materialkompatibilität und einen um ca. 40% geringeren CO₂-Fußabdruck im Vergleich zu Referenzmaterialien. Sie sind recycelbar und der POM-Baustein kann aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen werden. Zudem haben sie das Potenzial als nachhaltige Alternative zu per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS), deren Verbot aufgrund von Gesundheits- und Abbaurisiken in der EU und den USA diskutiert wird.

Derzeit werden viele wasserabweisende Textilien aus Mischmaterialien, teilweise unter Anwendung von Chemikalien wie Fluorpolymeren, hergestellt und können deshalb nicht recycelt werden. Das dreiköpfige Female Founder Team von Octo hat deshalb eine Technologie entwickelt, mit der es möglich ist, wasserabweisende und atmungsaktive Textilflächen ohne den Einsatz von Fluorpolymeren herzustellen. Eine besondere Eigenschaft ist die Unbenetzbarkeit des Octo-Garns gegenüber Wasser, die dazu führt, dass das Textil selbst unter Wasser trocken bleibt. Zudem ist es reibungsverringernd und thermisch isolierend. Das Octo-Garn ist ein zirkuläres Monomaterial, wird aus recycelten Materialien hergestellt und kann am Lebensende auch wieder recycelt werden. Es eignet sich für den Einsatz in zahlreichen Anwendungsfeldern wie z.B. Outdoorbekleidung oder technische Textilien.

Die Herstellung von Hochleistungsmaterialien ist mit erheblichen Herausforderungen für die Nachhaltigkeit verbunden. Dazu gehören die Erzeugung giftiger Chemikalien/Abfälle und ein großer Bedarf an Lösungsmitteln. Darüber hinaus sind hohe Temperaturen und Drücke erforderlich, was zu einem hohen Energieverbrauch führt. MechSyn, ein Spin-off des MPI für Kohlenforschung in Mülheim a. d. Ruhr, umgeht dieses Problem durch den Einsatz spezieller Kugelmühlen, in denen die eingebrachten Stoffe mechanischen Kräften ausgesetzt und so chemische Reaktionen ohne den Einsatz von Lösungsmitteln oder
Temperatur- und Druckerhöhungen in Gang gesetzt werden. Dies führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung im Vergleich zu den konventionellen Verfahren. Der rein elektrisch betriebene mechanochemische Prozess ermöglicht die Synthese neuer Materialien mit besseren Materialeigenschaften wie z.B. einer größeren Oberfläche, höherer Stabilität oder einer längeren Lebensdauer.

manugy ist eine Ausgründung des Fraunhofer IPT in Aachen und der Fraunhofer FFB in Münster. Das Startup entwickelt und verkauft modulare, klein- bis mittelskalige, hochautomatisierte Produktionslinien von Energiespeichersystemen mit besonderem Fokus auf die Batterietechnik. Die manugy vereint hierfür Produkt-, Prozess- sowie Maschinen- und Anlagenwissen, um Kunden zur nachhaltigen Fertigung hochwertiger Next-Gen-Batteriezellen zu befähigen. Die Produktionslinien bestehen aus Mini-Environments, deren Umgebungsbedingungen für die Batteriezellherstellung angepasst werden können. Die auf die Batteriezelltechnik angepassten Fertigungsprozesse werden über Plattformen modular in die Mini-Environments eingebracht. Eine nachträgliche Anpassung der Produktionslinien ist mit geringem Aufwand möglich, sodass flexibel auf Bedarfe im Batteriemarkt reagiert werden kann.

Das Aachener StartupLayer Performance entwickelt und vertreibt eine intelligente Slicing-Software zur Erstellung dreidimensionaler Maschinenpfade für alle materialextrudierenden Anlagen im Bereich der Additiven Fertigung. Die Software adressiert die Probleme der konventionellen Additiven Fertigung, bei der konsekutiv zweidimensionale Schichten aufgetragen werden, was zu rauen Oberflächen und geringer Bauteilfestigkeit führt. Die nicht-planare Slicing-Software von Layer Performance ermöglicht den 3D-Druck von Bauteilen in bisher unerreichter Qualität. So lassen sich Komponenten mit glatten Freiformflächen und deutlich gesteigerten mechanischen Eigenschaften bei gleichzeitiger Reduktion der Material und Energienutzung herstellen. Durch direktes Aufdrucken auf bestehende Komponenten wird die Kluft zwischen traditioneller Massenfertigung und 3D-Druckverfahren überbrückt.

Das Kölner Startup goatAM hat einen 3D Drucker für die patientenindividuelle Herstellung von Arzneimitteln entwickelt, mit dem sich orale Darreichungsformen gezielt auf die individuellen Bedarfe von Patienten zuschneiden und dezentral auch in kleinen Losgrößen produzieren lassen. Zielmärkte sind alle Instanzen des pharmazeutischen Marktes im Bereich Healthcare/Life Science, die personalisierte Medikamente herstellen, insbesondere Pharmaunternehmen, Dienstleister für die Formulierungsentwicklung und -herstellung sowie Klinik- und öffentliche Apotheken. Darüber hinaus gibt es zahlreiche Sekundärmärkte, die zusätzlich erschlossen werden sollen, wie z.B. die Herstellung individueller Nahrungsergänzungsmittel, die Produktion von wirkstoffhaltigen Implantaten oder die Veterinärmedizin.