Thüringen zum Zentrum für 2D-Materialien machen

Zweidimensionale Materialien boomen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit haben inzwischen rund 1.000 dieser hauchdünnen Stoffe entdeckt, die sich für eine Vielzahl von innovativen Anwendungen anbieten. Allein zu Graphen, dem wohl bekanntesten 2D-Material, liegen inzwischen fast 300.000 Publikationen vor. Um die Fülle an Forschungsergebnissen zu durchdringen und somit das praktische Potenzial zu heben, braucht es vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen eine Orientierung. Zu diesem Zweck haben Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena vor etwa anderthalb Jahren das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Innovationsforum Mittelstand „2D-Mat-Net“ ins Leben gerufen. Die Jenaer Initiatoren wollten im Rahmen des Netzwerks vor allem kleine und mittelständische Firmen ohne große Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit Partnern aus der Wissenschaft zusammenbringen, um das Innovationsfeld 2D-Materialien zu ergründen, Anwendungsideen auszuloten und diese in konkreten Produkten umzusetzen. Im September endete das Innovationsforum mit großem Erfolg. Das entstandene Netzwerk wollen die Beteiligten jetzt verstetigen, damit es in Zukunft noch mehr Wirkung entfalten kann.

Großes Know-how und breites Interesse

„Thüringen hat enormes Potenzial dafür, ein Zentrum für Technologien im Bereich der 2D-Materialien zu sein – das haben nicht nur die zurückliegenden Monate gezeigt, in denen wir während verschiedener Veranstaltungen Wissenschaft und Wirtschaft eng miteinander verbunden haben“, sagt der Initiator des Innovationsforums Prof. Dr. Andrey Turchanin von der Universität Jena. „Zum einen ist im Freistaat die wissenschaftliche Expertise vorhanden – etwa hier an der Universität Jena, aber auch in Ilmenau und weiteren Forschungseinrichtungen. Zum anderen zeigt uns der große Zuspruch, dass Unternehmen sowohl Interesse als auch vielfältige Anwendungsgebiete für zweidimensionale Materialien haben.“ Außerdem habe mit der Talga GmbH in Rudolstadt einer der weltweit größten Graphenproduzenten einen Sitz im Freistaat.

Zu den Innovationsfeldern, die das Netzwerk für seine Veranstaltungen im Vorfeld herausgefiltert hat, gehören neben der Herstellung und Entwicklung der Materialien vier verschiedene praktische Einsatzgebiete. So können 2D-Materialien etwa im Bereich der Sensorik und Photonik die Grundlage für neue Innovationen und Produkte liefern sowie auf Zukunftsfeldern – wie der Produktion von Wasserstoff oder der Entwicklung neuartiger Energiespeicher – eine wichtige Rolle spielen. „Auf all diesen Gebieten ist die Universität Jena durch verschiedene Einrichtungen, Sonderforschungsbereiche und Projekte sehr aktiv und hat dabei auch schon konkrete Anwendungen auf den Weg gebracht“, sagt Turchanin. Der Jenaer Chemiker selbst ist beispielsweise am Projekt ViroGraph beteiligt, bei dem er gemeinsam mit Thüringer Kooperationspartnern ein Detektionssystem auf Basis von Graphen zum Nachweis von Viren entwickelt hat. Außerdem hat er im Rahmen der Thüringer Forschungsgruppe „2D-Sens“ 2D-Materialien für neuartige, ultrasensitive und energieeffiziente Gassensoren entwickelt.

Appell an die Politik

Anwendungen aus solchen und anderen Projekten der am Netzwerk beteiligten Partner sind bereits im Labor getestet – mitunter liegen sogar erste Prototypen vor. Nun gilt es, entsprechende Wertschöpfungsketten für diese Produkte auszubauen. Neben den genannten Gebieten, auf die sich das Netzwerk besonders spezialisiert hat, haben 2D-Materialien großes Potenzial als neuartige Halbleiter, als Verstärkung von Polymeren im Leichtbau oder bei funktionellen Beschichtungen.

„Aus dem Innovationsforum ist ein großer innovativer Impuls hervorgegangen, von dem wir noch einige Zeit profitieren werden“, sagt Andrey Turchanin. „Um das kreative und wirkmäch­­tige Netzwerk 2D-Mat-Net zu verstetigen und die Entwicklung innovativer Technologien auf dem Feld der zweidimensionalen Materialien weiter voranzutreiben, benötigen wir allerdings auch weiterhin die Unterstützung der Politik.“ Er appelliere an die Entscheidungsträgerinnen und -träger, diese Chance für den Wirtschaftsstandort Thüringen nicht zu verpassen.

Weitere Informationen zum Netzwerk unter: www.2dmatnet.uni-jena.de