• Sensoren als Frühwarnsystem im Auge Mikrosystemtechnik ist eine der neuen Boombranchen / Eine Ausbildungsoffensive soll die Arbeitskräfte liefern

Zeitung Heute : Sensoren als Frühwarnsystem im Auge Mikrosystemtechnik ist eine der neuen Boombranchen / Eine Ausbildungsoffensive soll die Arbeitskräfte liefern

Heiko Schwarzburger

Kaum eine Branche ist in den vergangenen Jahren derart gewachsen, wie die Mikrosystemtechnik, also die Entwicklung, Herstellung und Nutzung von kleinsten Geräten, oft nur Bruchteile eines Millimeters groß und nur unter dem Mikroskop in ihren Einzelheiten sichtbar: Wurden im Jahr 1996 damit weltweit rund 14 Milliarden US-Dollar umgesetzt, waren es 2004 bereits 68 Milliarden Dollar – trotz der Wirtschaftsflaute in der Alten Welt. Experten erwarten, dass sich der Markt künftig etwa alle fünf Jahre verdoppelt. Vor allem durch elektronische Baugruppen für Autos, Unterhaltungstechnik und Sensoren boomt die Branche. Trotzdem steht die Mikrosystemtechnik noch immer am Anfang, hat die weitere Miniaturisierung der technischen Systeme viele Branchen noch gar nicht erfasst.

Ein Beispiel ist die Lebensmittelindustrie. Nach einer neuen Studie der Berliner Technologiestiftung setzt sie jährlich in der Region Berlin und Brandenburg rund vier Milliarden Euro um. Zwei Drittel des in Deutschland verbrauchten Kaffees werden hier geröstet. Dabei geht ein guter Teil des Aromas verloren, der typische Kaffeegeruch liegt beständig über dem Werksgelände. Sensoren für die richtige Temperatur und Röstdauer könnten helfen, das Aroma im Kaffee zu halten. Auch in der Abfüllung von Erfrischungsgetränken finden Mikrosensoren ein neues Einsatzfeld: „Sie könnten den Gehalt an Kohlensäure genau überwachen“, nennt Eberhard Stens von der Berliner Technologiestiftung ein Beispiel. „Die Kohlensäure ist wichtig für die Geschmacksfreisetzung auf dem Gaumen. Zugleich löst sie jedoch den Beigeschmack aus den PET-Flaschen.“ Mikrosensoren sind auch in der Lage, Fremdkörper in den Lebensmitteln zu erkennen und auszusondern.

Kleinste Sensoren, die mit Argusaugen über die Gesundheit von Patienten wachen, sind schon länger bekannt. Kürzlich stellte Herbert Reichl, Chef des Berliner Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, in Adlershof einen neuen Drucksensor vor, der in die Augenlinse implantiert werden kann und den Augeninnendruck kontrolliert. Erhöht er sich, könnte dies ein wichtiges Indiz für ein Glaukom sein, den berüchtigten grünen Star. Diese Erkrankung ist eine der häufigsten Ursachen für Erblindung in den Industrieländern. Die Ausfälle im Gesichtsfeld treten in der Regel erst in einem späten Stadium auf – zu spät, um noch einzugreifen. Der neue Messfühler könnte als Frühwarnsystem funktionieren. „Dieser Sensor ist jetzt im Entwicklungsstadium“, sagt Reichl. „Es gibt eine ganz große Chance, dass er demnächst eingesetzt wird.“

Der Elektronikprofessor, der auch an der TU Berlin lehrt, gehört zu den Schrittmachern der Mikrosystemtechnik. Schon seit Jahren forschen er und seine Mitarbeiter an immer neuen Anwendungen. Für ihn steht die neue Technologie an der Schwelle zum Massenmarkt, „aber wir benötigen Möglichkeiten, um Mikrosysteme preiswerter herzustellen.“ In seinen Projekten verbindet er die klassische Elektronik der metallischen Leiter und Halbleiterchips mit modernen Polymerwerkstoffen. „Von der Polymerelektronik versprechen wir uns eine Revolution in Richtung Low-cost-Mikrosystemtechnik.“ Reichl prophezeit, dass es schon in wenigen Jahren intelligente Polymerfolien geben wird – für Chipkarten, polymere Transponder oder die Überwachung von Transporten. Zudem arbeitet er an Sensoren, die in das Gewebe von Sportjacken oder Alltagsbekleidung eingearbeitet werden. Sie überwachen wichtige Parameter wie Pulsfrequenz oder Blutdruck und senden die Werte per Funk und Datenleitung an den Arzt. Dabei geht es gelegentlich rau zu, die Elektronik muss waschbar und witterungsbeständig sein.

In Deutschland sind derzeit einige der so genannten Schlüsseltechnologien im Gespräch, die mit enormen Summen aus der öffentlichen Hand gestützt werden: Nanotechnologie, Biotechnologie oder Verkehrstechnik. Doch bislang hat sich nur die Mikrosystemtechnik als Jobmotor entpuppt. Fachkräfte werden händeringend gesucht. Schon Anfang der 1990er Jahre hatten Hochschulen in Berlin und Regensburg dafür Studiengänge eingerichtet. Damals hielten die Mikrosysteme in der Automobilindustrie, in Handys oder CD-Player gerade erst Einzug. 1998 begann die Berufsausbildung zum Mikrotechnologen mit den beiden Spezialisierungen in der Halbleiter- und der Mikrosystemtechnik. 2002 gründeten dreißig Berliner Forschungsinstitute und mittelständische Unternehmen das Netzwerk Mano – Mikrosystemtechnik Ausbildung in Norddeutschland. Es hat seinen Sitz in Adlershof.

Nach und nach nahmen auch immer mehr Hochschulen der Region das Fachgebiet in die Ausbildungspläne für ihre Ingenieure und Elektroniker auf. „Wir haben einen großen Bedarf an exzellent ausgebildeten Fachkräften“, bestätigt Nicolas Hübener, Projektleiter bei Mano.

Heute gibt es im gesamten Bundesgebiet zwölf Studiengänge zur Mikrosystemtechnik, darunter an der Fachhochschule für Technik und Wirtschaft in Berlin-Karlshorst. Mehr als fünfzig Hochschulen haben Mikrosystemtechnik als Nebenfach im Lehrangebot. Insgesamt rund 2000 Absolventen haben die Hochschulen mittlerweile verlassen. „Mehr als achtzig Prozent dieser Absolventen finden bereits im ersten Anlauf, oft schon im Studium, einen interessanten und gut bezahlten Arbeitsplatz in der Forschung oder in der Industrie“, schätzt Hübener. Die wichtigsten Zentren der Branche liegen in Baden-Württemberg, Bayern, Berlin, Sachsen und Thüringen. Die Ausbildungsoffensive geht auch in Berlin weiter: Ab diesem Frühjahr wird die Staatliche Technikerschule in Moabit eine Aufstiegsqualifizierung zum staatlich geprüften Techniker für Mikrosystemtechnik anbieten.

Berlin hat in der Mikrosystemtechnik schon frühzeitig die Trends erkannt. Die Fachmesse „Mikrosys“ in Adlershof ist dafür ein beredtes Beispiel. Welche Kreise die Branche in den kommenden Jahren ziehen wird, verdeutlicht ein anderes Schlaglicht: Im Oktober treffen sich die Vertreter dieses Industriezweigs und der Forschungsinstitute erstmals auf einem Bundeskongress in Freiburg, den das Bundesforschungsministerium (BMBF) und der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) gemeinsam organisieren. Das BMBF hat seit 1999 rund 466 Millionen Euro in die Forschungen zur Mikrosystemtechnik gepumpt. In Freiburg wird es unter anderem darum gehen, wie diese Fördertöpfe in Zukunft ausgestaltet werden.

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