Zeitung Heute : Bauteile „auf Diät“

Mikrotechniker bauen winzige Motoren und stoßen immer weiter in kleinste Dimensionen vor

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Professor Lehr, was ist Mikrotechnik?

Die moderne Technik ermöglicht es, immer winzigere Bauteile und Produkte herzustellen, oft dünner als ein menschliches Haar. Ein Haar hat die Dicke von siebzig Tausendstel Millimetern. Die moderne Mikrotechnik dringt bereits in deutlich kleinere Dimensionen vor: Heute lassen sich Sensoren, Antriebe oder optische Systeme herstellen, die mit dem bloßen Auge überhaupt nicht mehr erkennbar sind. Solche mikrotechnischen Produkte gehören längst zum Standard in der Kraftfahrzeugtechnik, in Handys, in Computern und in der Medizintechnik. Zur Mikrotechnik zählt man aber auch die Verfahren, solche Bauteile herzustellen, beispielsweise Sintertechniken, Laserbearbeitung, superdünne Schichten oder Techniken der Lithografie.

Welche Aussichten hat diese noch relativ junge Branche?

Seriöse Schätzungen beziffern den weltweiten Umsatz der Mikrotechnik mit rund vierzig Milliarden Euro im Jahr. Die jährlichen Zuwachsraten werden derzeit mit zwanzig bis dreißig Prozent angegeben. Das ist ein enormer Boom, der große Chancen für neue Produkte und damit Arbeitsplätze bietet. Mikrotechnik in bestehende Produkte einzubauen, könnte deren Nutzwert erhöhen und die Einsatzmöglichkeiten erheblich erweitern.

An welchen Projekten arbeiten Sie und ihre Mitarbeiter zur Zeit?

In unseren Labors am Mierendorffplatz und in Adlershof haben wir beispielsweise einen Mikrokatheter entwickelt, mit dem eine Ultraschallsonde durch Hohlräume im menschlichen Körper bewegt werden kann. Im Kopf der Sonde, die nur wenige Millimeter lang ist, befindet sich ein mikroskopisch kleiner Motor, der einen Ultraschallkristall rotieren lässt. Der Motor hat einen Durchmesser von nur 1,9 Millimetern. Die Sonde kreist zwanzig Mal in der Sekunde und liefert hervorragende Bilder vom umliegenden Körpergewebe, die wir auf einem Bildschirm direkt auswerten können. Um diese Sonde zu führen, benötigt der Arzt nur ein einziges dünnes Kabel, etwa einen halben Millimeter dick. Früher benötigten Antrieb und Führung der Ultraschallsonde eine biegsame Welle, ungefähr so stark wie eine Tachowelle im Auto, also gut zwei Millimeter dick.

Wird Ihr Mikrokatheter schon in der medizinischen Praxis eingesetzt?

Wir haben die Testphase hinter uns und sind nun dabei, gemeinsam mit der Firma MGB Endoskopische Geräte in Adlershof eine Montagestrecke für solche Mikrokatheter zu entwickeln. Dieses Projekt wird vom Bundesforschungsministerium unterstützt. An der neuen Fertigungslinie in Adlershof werden zehn Arbeitsplätze entstehen. Danach muss das Unternehmen natürlich weiter wachsen.

Mit welchem zeitlichen Vorlauf forschen Sie?

An dem Mikrokatheter haben zwei Wissenschaftler drei Jahre lang gearbeitet. Zurzeit sind zwei Doktoranden in unserem Institut dabei, ein miniaturisiertes Endoskop zu entwickeln. Mit diesem Gerät kann der Arzt direkt in den Bauchraum blicken. Der Clou: An der Spitze des flexiblen Endoskops befindet sich eine filigrane Optik, mit der man sogar zoomen kann. Das ist völlig neu. Die Linsen haben einen Durchmesser von nicht mehr als fünf Millimeter. Sie präzise einzustellen und möglichst reibungsarm zu bewegen, war ein enormes technisches Problem, das wir mit Hilfe von extrem dünnen Beschichtungen lösen konnten. Das Endoskop wird zudem sterilisierbar sein, also Temperaturen bis zu 133 Grad Celsius über mehrere Stunden verkraften. Das schafft bislang kein vergleichbares Gerät. Wir haben jetzt einen Prototyp in Vorbereitung. Auf dem Markt könnte das Endoskop ungefähr 2004 erhältlich sein. So eine Produktentwicklung kostet Geld: Dieses Projekt ist mit rund einer Million Euro veranschlagt.

Ohne enge Kooperation mit der Industrie ist das unmöglich ...

Natürlich. Auch das Endoskop entwickeln wir gemeinsam mit MGB und dem Treptower Unternehmen BOS. Da hängen einige Patente dran. In der Mikrotechnik kommt es meines Erachtens ganz wesentlich darauf an, verschiedene wissenschaftliche Gebiete wie die Elektrotechnik, die Feinwerktechnik, die Mikroelektronik, die Optik, die Datenverarbeitung und die Werkstoffwissenschaft miteinander zu verbinden. Mikrotechnik benötigt eine breite Basis verschiedener Technologien, wenn sie ihre Potenziale ausschöpfen will. Dieses Zusammenspiel nennen wir Mikromechatronik, darauf liegt unser Schwerpunkt.

Forschen bei Ihnen die Studenten mit?

Selbstverständlich: Studenten, Doktoranden und wissenschaftliche Mitarbeiter. Allerdings leiden wir ein bisschen unter der Studentenflaute, denn die Mikrotechnik ist an der TU im Maschinenbau angelagert. Eigentlich betreiben wir angewandte Physik im weitesten Sinne, dazu gehören auch fundierte Kenntnisse in Elektrotechnik und Optik. Für Ingenieure im klassischen Maschinenbau sind das eher Randgebiete. Wichtig ist es außerdem, gestandenen Ingenieuren aus der Industrie die Möglichkeit zu geben, sich in Veranstaltungen zur Weiterbildung mit dem Stand und den Chancen der Mikrotechnik vertraut zu machen. Die Entwicklung ist derart rasant, dass es oft schwer fällt, mit den letzten Neuheiten Schritt zu halten.

Das Gespräch führte Heiko Schwarzburger.

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