Rein in den Reinraumkittel, die Haube über den Kopf streifen, die Schuhe wechseln, Handschuhe an und Schutzbrille auf: Routiniers wie Björn Lüssem tauchen innerhalb von fünf Minuten in eine Arbeitswelt der Staubarmut ein. Weniger Erfahrene brauchen deutlich länger, sich umzuziehen. Ohnehin forscht hier niemand ohne ausführliche vorherige Einweisungen und Trainings: über den sauberen Umgang mit Chemikalien etwa, die Nutzung der Geräte oder allgemeine Sicherheitsthemen, zu denen auch die Frage gehört, welche Kleidung man wie anlegen muss. Schließlich geht es darum, komplexe Prozesse reproduzierbar zu gestalten. Und schon kleinste Verunreinigungen können hochempfindliche Mikrochips, Sensoren oder Leiterplatten unbrauchbar machen.

In dem Reinraum, der sich in einem zweigeschossigen Anbau bei den Naturwissenschaften 1 (NW1) an der Otto-Hahn-Allee 1 befindet, forschen die Arbeitsgruppen von Professor Björn Lüssem und Professor Michiel Vellekop unter anderem an neuartigen flexiblen Sensoren auf Basis von organischen Halbleitern, also kohlenstoffbasierten Molekülen. Sie werden zum Beispiel als OLED, als organische Leuchtdioden, in Fernsehern eingesetzt. Im Gegensatz zu Silizium sind sie weich, dehnbar und fühlen sich auch in Flüssigkeiten wohl, was ganz neue, körpernahe Anwendungen ermöglicht.

Klein, flexibel, lebensrettend

Ein Forschungsansatz sind etwa Sensoren, die mithilfe von bestimmten Biomarkern anhand des Schweißes feststellen können, wie gestresst eine Person ist. Ein anderer ist die Messung von Blutzucker oder Insulin mit kleinen Chips. „Das Ziel ist, Sensoren zu entwickeln, die die Lebensqualität erhöhen und im besten Fall das Leben verlängern. Sie sind so klein und flexibel, dass man sie gar nicht mehr merkt und sieht“, erläutert Lüssem. Es geht aber nicht nur um Gesundheitsanwendungen. Geforscht wird im Rahmen eines Verbundprojektes etwa auch an Wasserstoffsensoren, die an Pipelines oder Tanks Überwachungsfunktionen wahrnehmen können.

„Für den Forschungs- und Wirtschaftsstandort ist der Reinraum eine enorme Ressource“

Die Arbeitsgruppen von Lüssem und Vellekop betreiben Grundlagenforschung. Teile des Reinraums werden jedoch auch an Startups oder Firmen vermietet – etwa an die microfab Service GmbH, eine Ausgründung des IMSAS. Das Unternehmen stellt Mikrosysteme für den Weltmarkt her, auch andere Ausgründungen nutzen die Infrastruktur. „Für den Forschungs- und Wirtschaftsstandort ist der Reinraum eine enorme Ressource“, meint Lüssem. „Durch die Mischnutzung haben wir in Deutschland eine Sonderstellung. Bei uns haben Startups und Unternehmen die Möglichkeit, Hochtechnologie zu entwickeln, ohne die erheblichen Investitionen in eine solche Technologie tätigen zu müssen.“

Fit für neue Aufgaben

Derzeit wird der Reinraum mit Mitteln des Landes Bremen und der Universität aufwändig renoviert. Die Sicherheitstechnik wird instandgesetzt, ebenso Lüftungstechnik, Beleuchtung und Energetik, der Energieverbrauch soll weiter reduziert werden. Neben Forschenden und Mitarbeitenden der Unternehmen nutzen auch Studierende den Reinraum, unter Aufsicht. Je weiter sie im Studium sind, desto eigenständiger können sie dort arbeiten. Mit seinen rund 30 Mitarbeitenden ist das IMSAS in Studiengänge der Elektrotechnik eingebunden, darunter zwei englischsprachige, die internationale Studierende nach Bremen locken.

Lüssem selbst kam 2021 nach Bremen. Zuvor hat der Elektrotechniker lange in den USA gearbeitet, in Ohio. „Mit den Möglichkeiten, die wir hier haben, kann sich meine vorherige Universität nicht messen“, sagt er. „Wir können skalieren, können unter konstanten Bedingungen an mehreren Hundert Sensoren gleichzeitig Prozesse durchführen. Die Ausbeute ist entsprechend hoch.“

Weitere Informationen

Zum Institut für Mikrosensoren, -aktuatoren und -systeme (IMSAS)

Zu den Studiengängen

Elektrotechnik und Informationstechnik (B.Sc./M.Sc.)

Systems Engineering (B.Sc./M.Sc.)

Control, Microsystems, Microelectronics (M.Sc.)

Space Sciences and Technologies (M.Sc.)

Communication and Information Technology (M.Sc.)