Erfolgreicher Forschungsantrag: 1,8 Mio € für Nachwuchswissenschaftler

Großer Erfolg für einen jungen Nachwuchswissenschaflter der Fakultät: Dr. Karl Mandel, seit Nov. 2015 Habilitand an der Fakultlät, kann sich freuen:

Sein Antrag 

NANO-ID - Nanopartikelbasierte Marker mit Fingerprint zum Monitoring von Material- und Produktströmen

wurde vom BMBF zum 1.7.2018 genehmigt. Insgesamt 1,8 Mio € fließen damit in den den nächsten 5 Jahren an die Fakultät. 

Die Fakultät gratuliert Ihm recht herzlich zu diesem großen Erfolg!

Das Projekt

Nahezu alle Produkte sind heutzutage hinsichtlich ihrer Fertigungslogistik von enormer Komplexität geprägt. Globale Bezugsquellen für Rohstoffe, Halbfertigprodukte und Komponenten sind die Regel und gelten für fast alle Güter, von Haushaltsgeräten und Bekleidung bis hin zu “High-End“ Elektrogeräten, Fahrzeugen oder Pharmaprodukten. Neben dem passiven Herkunftsnachweis wird es immer wichtiger, jedem Objekt eine aktive, kommunikationsfähige Kennung zuzuordnen, um die Digitalisierung und Automatisierung in den Fertigungsabläufen (Industrie 4.0) zu unterstützen.

Im Sinne der Nachhaltigkeit ist zudem über das eigentliche Produktleben hinaus der second-life-Bereich bis zur Wiederverwertung von Komponenten und sekundären Rohstoffen zu betrachten. Zur Schließung des Kreislaufs (cradle-to-cradle) ist daher eine gleichermaßen unverwüstliche und eindeutige Kennzeichnung notwendig. Aus den genannten Gründen ist es von höchstem Interesse, preisgünstige und zuverlässige Techniken zur Kennzeichnung von Objekten zu entwickeln, die all diesen Ansprüchen genügen. Die bisher existierenden Lösungsansätze sind hinsichtlich ihrer Miniaturisierbarkeit und universellen Applizierbarkeit in beliebige Material- oder Produktkomponenten eingeschränkt. Physikalische Effekte der Nanoskaligkeit ermöglichen jedoch eine Objektkennzeichnung um die „4N“ (Nachvollziehbarkeit, Nachverfolgbarkeit, Nachhaltigkeit, Nachahmungsschutz) zu adressieren und die vielfältigen Anforderungen erfüllen zu können.

Das Vorhaben NANO-ID setzt sich zum Ziel, die „4N“ in der kompletten Wertschöpfungskette zu berücksichtigen. Die Idee ist es, Grundstoffe, Materialien und Produktkomponenten dauerhaft, preiswert und nachhaltig zu markieren und mit einfachen physikalischen Methoden detektierbar zu machen.

Kern des Projekts ist dabei die Entwicklung partikulärer Marker, die aus Nanobausteinen mit ihren charakteristischen physikalischen Eigenschaften zu (sub)-mikrometer-großen Sekundär-Partikelstrukturen, sogenannten Suprapartikeln, zusammengesetzt werden. Damit sollen Partikel mit einer auslesbaren, einzigartigen ID erzeugt werden, deren Eignung für die Kennzeichnung von Rohstoffen, Material- oder Produktkomponenten in einem proof-of-concept gezeigt wird. 

Literatur

K. Mandel et. al, Supraparticles: Functionality from Uniform Structural Motifs, ACS Nano, Article ASAP DOI: 10.1021/acsnano.8b00873

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.8b00873#showReferences

Dr. Karl Mandel

Karl Mandel studierte in München, Ulm und Oxford. Nach seiner Promotion am ISC in Würzburg leitet er seit 2014 die "Particle Technology" Gruppe am Fraunhofer ISC. Seit 2015 ist er Habilitand an der Fakultät, seit Nov. 2017 Emil-Fischer-Fellow.