Die folgenden Projekte starteten 2025 neu. 

Im Nano-Argovia-Projekt Nano Diffractive Optics entwickelt ein interdisziplinäres Team optische Elemente im Nanometermassstab, die sich zur dreidimensionalen Bildgebung in einem optischen Kohärenztomographiesystem einsetzen lassen.

Linsen aus konzentrischen Ringen
Die Forschenden fokussieren sich dabei auf die Herstellung sogenannter Fraxiconlinsen. Diese Linsen sind nicht glatt oder kugelförmig wie eine normale Linse, sondern bestehen aus vielen dünnen, konzentrischen Ringen. Diese Ringe haben gezackte oder stufenförmige Strukturen, die Licht – in diesem Fall Laserlicht – in einen schmalen Strahl ablenken (Bessel-Strahl), der über eine lange Entfernung gleichbleibt.

Die Forschenden um Projektleiter Prof. Dr. Bojan Resan (Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, Hochschule für Technik und Umwelt) planen in dem für zwei Jahre angelegten Projekt Fraxiconlinsen mit einer scharfen Spitze im Submikrometerbereich mithilfe von direkter Laserstrukturierung herzustellen.

Potenzial der Massenproduktion ermitteln
Dazu analysiert und optimiert das Team jeden Prozessschritt, sodass die Linsen später in hohen Stückzahlen produziert werden können. Die Forschenden testen die Linsen dann in einem kürzlich entwickelten, ultrahochauflösenden optischen Kohärenztomografie-Bildgebungssystem.

Das Team von der FHNW, vom PSI und dem Industriepartner XRnanotech untersucht zudem wie sich mittels verschiedener Lithografiemethoden unterschiedliche optische Gitter herstellen lassen. Diese Gitter müssen eine grosse Zahl von Linien pro Millimeter besitzen und je nach Aufbau Infrarotstrahlen oder UV-Strahlen ablenken. Sie sind bereits etabliert, die heute angewandten Herstellungsmethoden sind jedoch schwierig, aufwändig und nicht flexibel. Im Projekt Nano Diffractive Optics wollen die Forschenden das Potenzial für eine Massenproduktion durch direktes Schreiben oder Nanoimprinting ausloten.

Kooperation von:

Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Paul Scherrer Institut

XRnanotech GmbH (Villingen)

Im Nano-Argovia-Projekt Na-LTS entwickelt ein interdisziplinäres Team ein Gewebepflaster, das im Mund eingesetzt werden kann, um einen schnellen Wundverschluss mittels Laser zu unterstützen.

Unterstützung des Heilungsprozesses
Das Weichgewebe im Mund spielt eine grosse Rolle für den Erhalt von Zähnen und Implantaten. Geht das Zahnfleisch zurück, stellt dies ein Problem dar. Bei schwerwiegenden Fällen kommt es zu Transplantation von Schleimhaut und Bindegewebe, wobei Oralchirurg:innen das erforderliche Gewebe dazu aus dem Gaumenbereich entnehmen.

Ein Team von Forschenden um Projektleiterin Dr. Franziska Koch (Thommen Medical AG) wird nun ein Gaumenpflaster entwickeln, das den Heilungsprozess bei derartigen Eingriffen unterstützt und Komplikationen minimiert. Die Forschenden planen dieses Pflaster zusammen mit der Laser-Gewebeverschweissung (Laser Tissue Soldering) einzusetzen – einer Technik, die in der Medizin weit verbreitet ist. Das Pflaster enthält verschiedene Nanopartikel, die sich bei Bestrahlung mit einem Laser bestimmter Wellenlänge erwärmen – wobei umliegendes Gewebe nicht betroffen ist. Die gezielte Erwärmung führt an der gewünschten Stelle zur thermischen Denaturierung von Proteinen, die als biologischer «Klebstoff» wirken. Es kommt so zu einem schnellen Verschluss der Wunde – ohne Nähte oder Klammern.

Entwicklung eines Prototyps
Durch die langjährige Erfahrung des beteiligten Industriepartners ist das Projektteam – bestehend aus Thommen Medical sowie den Hochschulen für Life Sciences und Umwelt und Technik (FHNW) – in der Lage, bereits zu Beginn des auf zwei Jahre angelegten Projekts die regulatorischen Anforderungen an ein Medizinprodukt hinsichtlich Material- und Nanopartikelauswahl gezielt zu berücksichtigen. Das Ziel dabei ist es, einen Prototyp des Gewebes zu entwickeln, der die Grundlage für eine spätere Produktzulassung und Markteinführung bilden kann.

Kooperation von:

Thommen Medical AG (Grenchen)

Hochschule für Life Sciences FHNW

Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Im Nano-Argovia-Projekt NanoPed entwickeln Forschende resorbierbare metallische Implantate, die für neurochirurgische Operationen eingesetzt werden sollen. Die neuartigen Implantate sollen die Zahl der benötigten operativen Eingriffe reduzieren und dadurch den Heilungsverlauf verbessern.

Abbaubare Materialien
Aktuell werden in der Neurochirurgie vorwiegend nicht-resorbierbare metallische Implantate verwendet, die jedoch im weiteren Heilverlauf Probleme verursachen können und deswegen gegebenenfalls bei einem zweiten operativen Eingriff wieder entfernt werden müssen. Jeder weitere Eingriff birgt allerdings erneut ein Risiko für Komplikationen und belastet sowohl die Patient:innen als auch das Gesundheitssystem.

Forschende um Projektleiterin Dr. Romy Marek (Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, Hochschule für Life Sciences) untersuchen nun in dem Nano-Argovia-Projekt NanoPed Materialien, die sich im Körper vollständig abbauen und sich für neurochirurgische Eingriffe eignen. Da bisher existierende resorbierbare Implantate aus Polymeren einige Nachteile mit sich bringen, setzt das interdisziplinäre Team auf abbaubare Metalle aus einer Magnesium-Legierung.

Der Industriepartner in dem Projekt, Kairos Medical AG, kann dazu eine Legierung zur Verfügung stellen, deren Festigkeit und Verformbarkeit sich an unterschiedliche mechanische Anforderungen anpassen lässt. Dies wird durch den Einsatz nanoskaliger Magnesium-Calcium (Mg₂Ca)-Partikel erreicht.

Optimierte Implantate
In dem auf zwei Jahre angelegten Projekt werden die Forschenden der FHNW, ANAXAM, Kairos Medical und dem Kantonsspital Winterthur nun untersuchen, wie Grösse und Verteilung der Mg₂Ca-Partikel in der Legierung den Abbau des Materials im Körper beeinflussen. Zusätzlich analysieren sie eine spezielle Beschichtung, welche die Implantatoberfläche chemisch stabilisieren und dadurch das Abbauverhalten weiter optimieren soll. Ziel ist es, herauszufinden, welche Eigenschaften dieser Beschichtung den Abbau verlangsamen und wie sich die Beschichtung unter mechanischer Belastung verhält.

Insgesamt soll das Projekt zu besseren und sichereren Implantaten für die Neurochirurgie führen – mit weniger Eingriffen und besseren Heilungsverläufen.

Kooperation von:

Hochschule für Life Sciences FHNW

ANAXAM

Kairos Medical AG (Bettlach)

Kantonsspital Winterthur

Im Nano-Argovia-Projekt QAmp arbeiten Forschende des Startups YQuantum, dem Paul Scherrer Institut und der Universität Basel gemeinsam an einem entscheidenden Baustein für die nächste Generation von Quantencomputern: extrem rauscharme Verstärker für Quantensignale.

Verstärkung der Signale
Im Zentrum der Forschung im Nano-Argovia-Projekt QAmp steht ein sogenannter travelling-wave parametric amplifier (TWPA). Solch ein Verstärker ist notwendig, um die schwachen Signale aus Quantencomputern in klassische elektrische Signale umzuwandeln – und das mit möglichst wenig zusätzlichem Rauschen. Das Ziel dieses Projektes ist ein Verstärker, der die Signale physikalisch so wenig wie möglich beeinflusst und damit ein präzises und skalierbares Auslesen der Qubits erlaubt.

Das Team um Prof. Dr. Andrea Hofmann und Prof. Dr. Christian Schönenberger (Departement Physik, Universität Basel) sowie dem Industriepartner YQuantum entwickelt eine neue Generation solcher Verstärker. Die Geräte basieren auf supraleitenden Josephson-Kontakten und nutzen eigens entwickelte, verlustarme Strukturen, um Signale möglichst effizient zu verstärken. Die Partner bringen dabei komplementäres Know-how ein: Die Universität Basel übernimmt die Charakterisierung der Verstärker bei extrem tiefen Temperaturen, während das PSI zusammen mit der Reinraum-Infrastruktur PICO die Herstellung auf 8-Zoll Silizium-Wafern ermöglicht – ein grosser Schritt hin zur Integration vieler Komponenten auf kleinstem Raum.

Wichtiger Schritt für Quantencomputer der Zukunft
In diesem ambitionierten Projekt sollen innerhalb von zwei Jahren marktreife Verstärker entstehen, die nicht nur kompakter sind als heutige Systeme, sondern auch deutlich näher am absoluten Quantenrauschlimit operieren. Damit sollen sie das zuverlässige Auslesen von 1000 Qubits ermöglichen – was für die Weiterentwicklung und Skalierbarkeit von Quantencomputern ein wichtiger Schritt ist.

Kooperation von:

Universität Basel

Paul Scherrer Institut

YQuantum (Villigen)

Im Nano-Argovia-Projekt Senamag untersuchen Forschende ein günstiges und effektives System zum Nachweis von Wasserverschmutzung mithilfe magnetischer Nanopartikel.

Modifizierte Nanopartikel
Die Forschenden im Nano-Argovia-Projekt Senamag nutzen dazu magnetische Nanopartikel (MNPs), deren Oberflächen mit Polymerketten modifiziert sind. Diese können gezielt und selektiv bestimmte Schadstoffe binden. Wenn diese Schadstoffe im Wasser vorhanden sind, verklumpen die Partikel. Sie bleiben dann in einem Filter hängen und werden von einer «magnetischen Falle» erfasst. Ohne Schadstoffe bleiben die Partikel klein und isoliert, sodass sie problemlos durch den Filter fliessen können.

Die magnetische Falle besteht aus einem Magneten und einem Magnetometer. Sie konzentriert und detektiert die Schadstoffe. Das Magnetometer misst dabei das Magnetfeld der zusammengeklumpten Partikel, während es bei isolierten MNPs keine bedeutenden Signale registriert.

Kostengünstig und effizient
Die Forschenden um Prof. Dr. Joris Pascal (Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW, Hochschule für Life Sciences) wollen mit diesem System eine kostengünstige und effiziente Methode zum Nachweis von Wasserverschmutzung anbieten. In Zukunft planen sie, mehrere solcher Detektoren in Wasserversorgungsnetzen einzusetzen, um Verschmutzungsereignisse in Echtzeit zu überwachen, gezielt Schadstoffe nachzuweisen und sofort Alarm schlagen zu können, wenn die Schadstoffgrenzwerte überschritten werden. Dies könnte die Wasserqualitätsüberwachung auf grosser Skala deutlich verbessern.

Kooperation von:

Hochschule für Life Sciences FHNW

Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Mems AG (Birmenstorf)