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Herz-Kreislauf-Erkrankungen sind weltweit die häufigste Todesursache. Bis heute sind trotz wichtiger Fortschritte in der Diagnostik und Therapie einige Bereiche mit hohem Bedarf noch nicht abgedeckt. Um die kardiovaskuläre medizinische Diagnostik zu personalisieren und bessere Messergebnisse zu erhalten, müssen das Herz, Organe und Tumore auf molekularer Ebene charakterisiert werden können. Das Projekt MetaboliQs kombiniert diamantbasierte Quantensensorik und medizinische Bildgebung, zwei Bereiche von europäischer Exzellenz, um das Verständnis für krankheitsbedingte molekulare Veränderungen im Körper zu verbessern und dadurch die personalisierte Diagnostik von kardiovaskulären Krankheiten voranzutreiben.

Die Standardisierung von 5G NR, dem weltweit ersten Standard der nächsten Mobilfunkgeneration „5G“, steht kurz vor der Vollendung. Schon heute werden Datenverkehrsdichten von mehreren Terabytes pro Sekunde und pro Quadratkilometer prognostiziert. Für die Verbindung zum Mobiltelefon werden immer mehr Mobilfunkzellen, die nur einen kleinen Bereich abdecken, benötigt, um allen Nutzern die gewünschten hohen Datenraten zu bieten. Jede dieser Zellen muss mit einem „Backhaul“ an das Datennetz eines Mobilfunkanbieters angebunden werden. Nicht immer ist eine Glasfaseranbindung eine gute Option. – Im Projekt „ThoR“ stellen sich Forscherinnen und Forscher aus Europa und Japan zusammen mit Herstellern und Anwendern der Herausforderung, diese immensen Datenmengen mittels THz-Richtfunkstrecken als Backhaul in das Kernnetz der Mobilfunkanbieter zu übertragen.

Im Juli 2018 startete am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF ein Forschungsprojekt mit einem völlig neuartigen Ansatz zur Messung von Magnetfeldern im Gewebe: Die Freiburger Wissenschaftler möchten mit der Herstellung und Optimierung von NV-Zentren in Diamant den Weg für hochsensitive Magnetfelddetektoren im Raumtemperaturbetrieb ebnen und damit das weltweit erste Laserschwellen-Magnetometer entwickeln. Mit dieser Technik sollen kleinste Magnetfelder, wie sie z.B. in neuronalen Netzen oder durch Gehirnströme entstehen, gemessen werden und so der medizinischen Diagnostik neue Türen öffnen. Das Forschungsprojekt mit dem Titel »NV-dotierter CVD-Diamant für ultra-sensitive Laserschwellen-Magnetometrie«, kurz »DiLaMag«, wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Das Mobilfunknetz der fünften Generation (5G) soll eine Datenübertragung zwischen Menschen, Geräten und Maschinen in Echtzeit ermöglichen. Eine Technologie für ein zuverlässiges, schnelles und energieeffizientes 5G-Netz gibt es bislang noch nicht. In dem EU-Projekt »5G GaN2« haben sich 17 Partner aus Forschung und Industrie zusammengeschlossen, um kostengünstige und leistungsstarke Technologien auf Basis von Galliumnitrid für den kommenden Mobilfunkstandard zu entwickeln. Im Juli 2018 nahm das Konsortium, zu dem auch das Fraunhofer IAF gehört, seine Arbeit auf.

Der Quantensensor – ein Detektor in Atomgröße. Mit der Innovation konnte das Fraunhofer IAF die Jury in der Kategorie Wissenschaft überzeugen und wurde zu einem von 100 »Ausgezeichneten Orten im Land der Ideen« 2018. Der jährlich vergebene Preis zeichnet Inspiration, Offenheit und mutiges Handeln bei Unternehmen aus und prämiert innovative Antworten auf gesellschaftliche Fragen.

Sehen, was dem menschlichen Auge verborgen bleibt. Den Durchblick bewahren, wenn optische Sensoren versagen. Radare machen das Nichtsichtbare sichtbar. Sie basieren auf Millimeterwellen, die Kunststoffe, Pappe, Holz und Textilien durchdringen, und sind damit in der Lage, zu sehen, was sich in Verpackungen, hinter Wänden oder hinter Rauch und Nebel befindet. Forscher des Fraunhofer IAF haben sich die einzigartigen Eigenschaften von Millimeterwellen zunutze gemacht und ein kompaktes W-Band-Radar entwickelt, das sich ideal für den Einsatz in der Industriesensorik eignet: Es durchleuchtet verpackte Güter und gibt eine präzise Auskunft über deren Inhalt. Den Einsatz dieses Radars in industrieller Umgebung präsentieren die Fraunhofer-Forscher vom 23.-27. April auf der Hannover Messe Halle 2, Stand C22 im Rahmen des Auftritts der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland.

Stellen Sie sich vor, Sie halten zwei Medikamente in Händen. Eines von beiden ist ein Plagiat, das andere ist das Original. Beide sind optisch identisch. Lassen sich die beiden Präparate trotzdem unterscheiden? Die Antwort lautet: Ja. Am Fraunhofer IAF arbeiten Experten an einem Quantenkaskadenlaser (QCL), der Medikamente in Bruchteilen einer Sekunde exakt identifizieren kann.

Die Bildgebung der Magnetresonanztomographie (MRT) soll revolutioniert werden: Mit Diamanten auf der Nanometerskala soll Tumorgewebe in Zukunft schneller erkannt und besser vom gesunden Nachbargewebe abgegrenzt werden können. Um dieses Ziel zu erreichen, haben sich das Fraunhofer IAF, die Universität Ulm, die Firma NVision Imaging Technologies GmbH, die Hebrew University of Jerusalem und das Israeli Center for Advanced Diamond Technologies (ICDAT) in dem Verbundprojekt »DiaPol« zusammengeschlossen.

Vom 12. bis 14. März 2018 findet im Konzerthaus Freiburg die German Microwave Conference (kurz: GeMiC 2018) statt. Über 300 Delegierte aus der ganzen Welt befassen sich mit den Themen Mobilfunk und Radartechnik als Aspekte der Mikrowellentechnik, die unter anderem maßgeblich zur digitalen Umwälzung unserer Gesellschaft beitragen. Das Motto der diesjährigen Konferenz »Riding the Green Waves« zieht sich durch das aus wissenschaftlichen Vorträgen, Workshops und einer großen Herstellerausstellung bestehende Programm.

Seit dem 1. Januar 2018 leitet Prof. Dr. Oliver Ambacher erneut das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF. Von 2007 bis Ende 2016 stand der Physiker bereits an der Spitze des Freiburger Fraunhofer-Instituts und wurde nun zum zweiten Mal als Institutsleiter berufen.