Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Jahrestagung 2021

Forschungspreise
2021
Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Festrede

    Inhalt                                                                       Festrede

    Dr. Angela Merkel
    Bundeskanzlerin der Bundesrepublik Deutschland ���� 3

    Prof. Dr. Reimund Neugebauer
    Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft ���������������������� 4

    Michael Müller
    Regierender Bürgermeister von Berlin ���������������������� 6                  Dr. Angela Merkel spricht
    Die Forschungspreise 2021 im Überblick ������������������ 8
                                                                                   anlässlich der Jahrestagung
                                                                                  der Fraunhofer-Gesellschaft,
    Joseph-von-Fraunhofer-Preise �������������������������� 10
                                                                                     die unter dem Motto der
    Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen                                   technologischen Souveränität
    und seine Umwelt« �������������������������������������������� 16               steht. Sie ist promovierte
    Impressum ������������������������������������������������������������ 18        Physikerin und seit 2005
                                                                                 Bundeskanzlerin der Bundes-
                                                                                        republik Deutschland.

                                                                                                   Bundeskanzlerin
                                                                                                  Dr. Angela Merkel

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Grußwort                                                                                                                     Grußwort

       »Mit Erfindergeist,                   für den Hightech-Standort Deutschland
                                             und Europa vielfältige Abhängigkeiten in
                                                                                            klare Antworten und eine langfristige
                                                                                            Perspektive – in Krisenzeiten und darüber
       wissenschaftlicher                    essentiellen Bereichen, beispielsweise dem     hinaus. In diesem Sinne würdigen wir
           Exzellenz und                     Gesundheitswesen oder der Mobilfunk-           heute die innovativen Vordenkerinnen
                                             technologie, existieren. Daher ist es von      und Vordenker hinter vier herausragenden
    Innovationen sichern                     zentraler Bedeutung, die Wettbewerbs-          Projekten. Für ihre hervorragenden wissen-
         wir unsere Wett-                    fähigkeit und Resilienz der Wirtschaft in      schaftlichen Leistungen bei der Lösung
                                             Deutschland und Europa zu stärken. Dies        anwendungsnaher Probleme sowie für
        bewerbsfähigkeit.                    gelingt einerseits über die Förderung          ein wissenschaftlich exzellentes Projekt,
      Heute, morgen und                      der Transformation der deutschen Wirt-         das maßgeblich zu einer Verbesserung der
                                             schaft in Richtung Nachhaltigkeit – und        Lebensqualität der Menschen beiträgt, ver-
           übermorgen.«                      andererseits über die Identifikation und       leihen wir im Rahmen der Fraunhofer-Jah-
                                             Schließung strategischer Lücken in Form        restagung drei Joseph-von-Fraunhofer-
                                             von Versorgungs- und Vulnerabilitäts-          Preise und einen Fraunhofer-Preis »Technik
                                             risiken. Für beides ist die Souveränität in    für den Menschen und seine Umwelt«.
                                             zentralen, strategisch wichtigen Techno-
                                             logiebereichen eine wichtige Grundvoraus-      Ich freue mich auf eine interessante und
                                             setzung – zum Beispiel in der Künstlichen      spannende digitale Veranstaltung!
                                             Intelligenz, der Quantentechnologie, der
Willkommen zur                               Cybersicherheit sowie der Medizin und
                                             dem Gesundheitswesen.
                                                                                            Ihr

Preisverleihung
                                             In diesem Sinne steht die diesjährige, digi-
                                             tale Jahrestagung der Fraunhofer-Gesell-
                                             schaft unter dem Motto »Technologische
                                             Souveränität«.
Sehr geehrte Damen und Herren,                                                              Reimund Neugebauer
                                             Rund 29 000 exzellente Köpfe an 75             Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft
der Klimawandel, die internationalen         Fraunhofer-Instituten und -Einrichtungen
Handelskonflikte und die COVID-19-Pande-     leisten einen entscheidenden Beitrag zur
mie stellen uns hierzulande und global vor   Sicherung der Technologieführerschaft
große Herausforderungen. Die Antwor-         und Technologiesouveränität Deutschlands
ten, die wir heute darauf finden, werden     und Europas: mit Erfindergeist, wissen-
nicht nur unser Leben, sondern auch das      schaftlicher Exzellenz und Innovationen,
nachfolgender Generationen entschei-         die unsere Wettbewerbsfähigkeit heute,
dend beeinflussen. Nicht erst Corona         morgen und übermorgen sichern. Unsere
hat uns deutlich vor Augen geführt, dass     anwendungsorientierten Lösungen geben

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Grußwort                                                                                                                                   Grußwort

Grußwort des Regierenden
Bürgermeisters von Berlin

»Technologische Souveränität« – lautet           unserer Forschungslandschaft, ein Aushän-
das Motto der digitalen Jahrestagung der         geschild der »Brain City Berlin«. Diese
Fraunhofer-Gesellschaft und der Verlei-          Präsenz wollen wir mit der Ansiedlung
hung des Joseph-von-Fraunhofer-Preises.          neuer, bundesweit vernetzt arbeitender
Die letzten Monate haben gezeigt, wie            Fraunhofer-Einrichtungen ausbauen und
wichtig Wissenschaft und Forschung, wie          haben dafür bereits 61 Millionen Euro
wichtig technologische Souveränität für          zugesagt. Es kommt auf die Zusammen-
unser gutes Zusammenleben sind. Ich bin          arbeit aller an, um die Zukunft unseres
fest davon überzeugt, dass wir nicht nur         Landes souverän gestalten zu können.
unsere Investitionen in Forschung und
Entwicklung weiter ausbauen müssen und           Technologische Souveränität ist die Vor-
dadurch gestärkt aus der aktuellen Krise         aussetzung für unsere Handlungsfähigkeit.
kommen können, sondern noch effektiver           Die Fraunhofer-Gesellschaft leistet einen
unser Forschungspotenzial in die Anwen-          wichtigen Beitrag zum Erhalt unserer offe-
dung bringen müssen. Hierfür ist die             nen und selbstbestimmten Lebensweise.           Michael Müller    »Die letzten Monate
Fraunhofer-Gesellschaft unverzichtbar.           Es freut mich, dass diese Botschaft vom
                                                 Berliner EUREF-Campus in die Welt geht
                                                                                                    Regierender
                                                                                              Bürgermeister von
                                                                                                                   haben gezeigt, wie
Durch die Entwicklung neuer Technologien         und so die Verbundenheit der Stadt mit       Berlin und Wissen-   wichtig Wissenschaft
zum Beispiel für die Corona-App, die Pro-        der Fraunhofer-Gesellschaft verdeutlicht –       schaftssenator
                                                                                                                   und Forschung, wie
duktion von Komponenten für Beatmungs-           in einem Jahr, das Berlin bewusst zu einem
geräte oder für die Impfstoffproduktion          Jahr der Wissenschaft erklärt hat.                                wichtig technologi-
haben die Fraunhofer-Institute in Berlin                                                                           sche Souveränität für
und bundesweit ihren Beitrag zur Bewälti-        Ich wünsche Ihnen allen eine erfolgreiche
gung der Pandemie geleistet.                     Jahrestagung und den prämierten Teams
                                                                                                                   unser gutes Zusam-
                                                 viel Erfolg!                                                      menleben sind.«
Als Regierender Bürgermeister und Wis-
senschaftssenator setze ich mich für eine
starke Fraunhofer-Präsenz in Berlin ein.         Michael Müller
Ihre Institute sind ein integraler Bestandteil   Regierender Bürgermeister von Berlin

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Die Forschungspreise im Überblick                                                                                                                Die Forschungspreise im Überblick

Die Forschungspreise im Überblick

                      Joseph-von-Fraunhofer-Preis                                          Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen und
                                                                                           seine Umwelt«
                      Seit 1978 verleiht die Fraunhofer-Gesellschaft jährlich Preise für
                      herausragende wissenschaftliche Leistungen ihrer Mitarbeiter, die    Der gemeinsame Preis der Fraunhofer-Gesellschaft und der
                      anwendungsnahe Probleme lösen. In diesem Jahr werden drei            ehemaligen Vorstände und Institutsleiter der Fraunhofer-Gesell-
                      Preise mit jeweils 50 000 Euro vergeben. Die Preisträgerinnen        schaft gemeinsam mit der Fraunhofer-Exzellenzstiftung »Technik
                      und Preisträger erhalten auch eine silberne Anstecknadel mit dem     für den Menschen und seine Umwelt« wird alle zwei Jahre für
                      Gesichtsprofil des Namenspatrons.                                    Forschungs- und Entwicklungsleistungen vergeben, die maßgeb-
                                                                                           lich dazu beigetragen haben, die Lebensqualität der Menschen zu
                                                                                           verbessern, deren Leistungsfähigkeit im täglichen Leben und bis
                                                                                           ins Alter zu erhalten sowie für eine gesündere Umwelt zu sorgen.
                                                                                           Der Preis ist mit 50 000 Euro dotiert.

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Joseph-von-Fraunhofer-Preis                                                                Joseph-von-Fraunhofer-Preis

Internet der Dinge:
Effiziente und robuste Vernetzung

                       Der Vernetzung von Objekten im Internet der Dinge, kurz IoT,
                       kommt immer größere Bedeutung zu. Schon heute steigt der
                       Bedarf an verbundenen IoT-Geräten – vom Konsumentenbereich
                       bis zur Industrie 4.0 – rasant und nimmt immer weiter an Fahrt
                       auf. Wichtig sind vor allem einfache, batteriebetriebene oder
                       energieautark versorgte Sensorknoten, die über mehrere Kilome-
                       ter hinweg kommunizieren. Dabei geht es meist um kleine bis sehr     oben, v. l.:
                       kleine Datenmengen, die nur gelegentlich übertragen werden           Dr. Gerd Kilian,
                       müssen. Bislang fehlte allerdings eine geeignete, zuverlässige       Prof. Michael Schlicht und
                       Kommunikation, mit der sich viele tausend Datenpakete zur glei-      Josef Bernhard
                       chen Zeit übertragen lassen.
                                                                                            links: Die Vernetzung im IoT
                       Ein Forscherteam rund um Prof. Michael Schlicht, Josef Bernhard      wird dank MIOTY zuverlässi-
                       und Dr. Gerd Kilian aus dem Fraunhofer-Institut für Integrierte      ger, reichweitenstärker und
  Verlustfreie Über-   Schaltungen IIS hat mit MIOTY® einen völlig neuen standardi-         effizienter.
 tragung von bis zu    sierten Lösungsansatz entwickelt: Das System überträgt die Daten
1,5 Millionen Daten-   von mehreren tausend bis zu hunderttausend Sensorknoten pro
     pakete pro Tag.   Quadratkilometer – also bis zu 1,5 Millionen Datenpakete pro Tag
                       verlustfrei an eine einzige Sammelstelle, und zwar auch in Gegen-
                       den ohne Mobilfunkabdeckung. Dies kann auch in Stadt- und
                       Industrieumgebungen sein. Die Endgeräte sind dabei so energie-
                       effizient, dass die Batterien bis zu 20 Jahre durchhalten.

                       Die Jury begründet die Vergabe des Joseph-von-Fraunhofer-Prei-
                       ses unter anderem mit »der Zuverlässigkeit der Datenübertragung,
                       der Reichweite, der Skalierbarkeit, sowie der Energieeffizienz«.

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Joseph-von-Fraunhofer-Preis                                                                                       Joseph-von-Fraunhofer-Preis

Mikrochips: Kleiner, leistungsfähiger,
konkurrenzlos

                          Elektronische Mikrochips – etwa in Smartphones – sollen immer
                          kleiner, schneller und leistungsfähiger werden. Doch stoßen der-
                          zeitige Herstellungstechnologien an ihre Grenzen: Es lassen sich
                          nur Strukturen von etwa zehn Nanometern Größe realisieren.

                          Ein Forscherteam um Michael Kampmann und Martin Witt vom
                          Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT sowie Dr.
                          Jacqueline Atanelov von der IMS Nanofabrication GmbH konnten
                          diese Grenze um ein gutes Stück verschieben: Ihr Mikrosystem
                          Schaltelement für einen Elektronen-Multistrahl-Maskenschreiber
                          erlaubt es, im Produktionseinsatz der EUV-Lithografie Strukturen
                          unter zehn Nanometern zu realisieren für die sieben Nanometer
                          und fünf Nanometer Halbleiter-Chips. Damit ist das Verfahren
                          bisher konkurrenzlos – und es ist unverzichtbar, will man die            2
                          heute kleinsten erreichbaren Strukturen auf Mikrochips schreiben.
                          Derzeit erzielt IMS mit den Geräten einen Jahresumsatz von 400          oben, v. l.: Martin Witt,
                          Millionen US-Dollar, und auch die Industrieumsätze des Fraunhofer       Michael Kampmann und
                          ISIT übersteigen deutlich eine Million Euro pro Jahr.                   Dr. Jacqueline Atanelov

                          Die Jury begründet die Preisvergabe unter anderem damit, dass           1 und 2: Konkurrenzloses
                          »die IMS Nanofabrication GmbH mit dieser Entwicklung ihre               Verfahren zur Herstellung von
     Kleiner, schneller   marktführende Stellung erreichen konnte«.                               Mikrochips mit Strukturen
        und leistungs-                                                                            unter 10 nm.
     fähiger: Grenzen
      der Chipherstel-
     lungstechnologie
                                                                                              1
          verschoben.

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Joseph-von-Fraunhofer-Preis                                                                                Joseph-von-Fraunhofer-Preis

Redox-Flow-Batterien:
Schritt in Richtung Massenmarkt

                           Energiespeicher sind eine Schlüsseltechnologie für die Energie-
                           wende. Besonders vielversprechend sind Redox-Flow-Batterien:
                           Sie sind zyklenstabil, nicht brennbar, recyclebar, skalierbar und frei
                           von kritischen Materialien. Allerdings waren sie bislang zu teuer
                           für den Massenmarkt.

                           Prof. Christian Doetsch, Lukas Kopietz und Dr. Thorsten Seipp
                           haben am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und
                           Energietechnik UMSICHT nun das »Herz« einer Redox-Flow-
                           Batterie – den Stack – vollständig re-designen können, um dieses
                           und weitere Probleme zu lösen. Dafür haben sie die Material-
                           zusammensetzung und die Herstellungsweise der einzelnen
                           Stack-Bauteile – der Bipolarplatten – so geändert, dass sie sich         oben, v. l.: Lukas Kopietz,
                           miteinander verschweißen lassen. Das Ergebnis: Der neue Stack            Prof. Christian Doetsch
                           ist 80 Prozent leichter, nur halb so groß und vor allem deutlich         links: Dr. Thorsten Seipp
                           kostengünstiger als herkömmliche Modelle. Um das neue Produkt
      Leichter, kleiner,   in den Markt einzuführen, wurde das Spin-off Volterion GmbH
      günstiger durch      gegründet.
Re-design des Herz-
     stücks von Redox-     Die Jury begründet die Vergabe des Joseph-von-Fraunhofer-
       Flow-Batterien.     Preises unter anderem mit »dem erfolgreichen Exit von Fraun-
                           hofer, der prototypisch den Weg der Vermarktung von neuen
                           Fertigungstechnologien zeigt«.

                                                                                                                                         5

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Forschungspreise 2021 - Jahrestagung 2021 - Fraunhofer-Gesellschaft
Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen und seine Umwelt«                                                        Fraunhofer-Preis »Technik für den Menschen und seine Umwelt«

                                                                                          Impfstoffherstellung: Erreger mit
                                                                                          energiearmen Elektronen inaktivieren

                                                                                          Bei der Herstellung von Totimpfstoffen kommen bisher toxische
                                                                                          Chemikalien wie Formaldehyd zum Einsatz, um damit die Viren
                                                                                          zu inaktivieren. Diese hat jedoch erhebliche Nachteile: So zerstört
                                                                                          die Chemikalie einen Teil der Virus-Außenstrukturen, belastet
                                                                                          die Umwelt selbst bei fachgerechter Entsorgung und macht eine
                                                                                          aufwändige Reinigung des Impfstoffs notwendig. Hinzu kommt:
                                                                                          Je nach Virus kann die Inaktivierung Wochen oder gar Monate in
                                                                                          Anspruch nehmen.

                                                                                          Dr. Sebastian Ulbert und Dr. Jasmin Fertey vom Fraunhofer-
                                                                                          Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI sowie Frank-
                                                                                          Holm Rögner vom Fraunhofer-Institut für Organische Elekt-
                                                                                      1
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                                                                                          Thoma vom Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und
                                          oben, v. l.: Dr. Jasmin Fertey, Dr. Sebastian   Automatisierung IPA haben nun ein Verfahren entwickelt, das
                                          Ulbert und Martin Thoma                         Krankheitserreger über Elektronenstahlen innerhalb weniger Milli-
                                          links: Frank-Holm Rögner                        sekunden inaktiviert.
                                                                                                          1     Auf diese Weise lassen sich Vakzine schneller,
                                                                                          umweltfreundlicher, effizienter und kostengünstiger herstellen.
                                          1 Chemikalienfreie, sichere und schnellere
                                          Herstellung von Impfstoffen durch den           Die Jury begründet die Vergabe des Fraunhofer-Preises »Technik
                                          Einsatz von Elektronenstrahlen.                 für den Menschen und seine Umwelt« unter anderem mit der
                                                                                          »einfachen und effizienten Methode, die für die Impfstoffwirkung
                                                                                          wichtigen Strukturen weitgehend zu erhalten«.

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