Digitale Lasertechnologien für den Ausbau der sächsischen Wirtschaft – DigiLAS-Sax

Das Hauptziel des Projektes ist die Ausschöpfung individueller Bildungspotentiale von Nachwuchswissenschafter:innen vor dem Hintergrund der Auswirkungen der COVID-19-Pandemie auf dem hochkomplexen Gebiet der digitalen Lasertechnologien und deren Anwendung, insbesondere die laserbasierte Biophotonik und deren Digitalisierung, rotationssymmetrische Mikrooptiken für die optische Datenübertragung und die Legierungsbildung auf Festkörperoberflächen durch Umschmelzen mittels ultrakurzer Laserpulse im MHz-, GHz- sowie im kombinierten MHz-/GHz-Burst-(Pulsfolgen-)Modus als Beitrag zur Deckung des steigenden Bedarfs an exzellent ausgebildeten akademischen Fachkräften auf dem Gebiet der digitalen und energieeffizienten Lasertechnologien im Freistaat Sachsen. Dabei sollen die jungen Hochschulabsolvent:innen durch die Mitbetreuung von Forschungspraktikant:innen und Bachelor-/Masterarbeiten an der Hochschule Mittweida in Personal- und Projektmanagement geschult werden und ihre didaktischen Fähigkeiten ausbauen. Gerade letztere sind zur Weitergabe von Wissen, also dem Wissenstransfer, aber auch der Wissenspräsentation z. B. in Form von Forschungsergebnissen, an und vor Kolleg:innen und Partner:innen unerlässlich. Durch die Realisierung des Projektes werden die akademischen Nachwuchskräfte im Rahmen der gemeinsamen Forschungsarbeiten zum Wissens- und Technologietransfer und zur Netzwerkbildung zwischen der Hochschule Mittweida und sächsischen Unternehmen befähigt. Dazu gehören sowohl der Ausbau der bestehenden und die Aufnahme von neuen Kooperationsbeziehungen insbesondere in der Biophotonik und der Digitalisierung von Laserverfahren zu sächsischen Industriebetrieben, als auch die Vorbereitung der Nachwuchsforschenden für den Einsatz in relevanten Unternehmen nach Ablauf der hier vorgestellten Projekte. Durch die Zusammenarbeit mit den sächsischen Partnerfirmen sollen die Nachwuchsforschenden auch organisatorische Fähigkeiten und eine Betriebssichtweise auf die Forschung und deren Ergebnisse sowie durch Kostenabschätzungen auch betriebswirtschaftliche Kenntnisse erwerben.

Weitere Ziele des Projektes bestehen darin, praxisorientierte Forschung auf den Gebieten der biophotonischen Anwendung moderner, laserbasierter Mikroskopie- und Messverfahren und deren Digitalisierung für die Entwicklung hybrider Strukturaufklärungsmethoden wie z. B. dem Förster-Resonanz-Energietransfer (FRET) für dynamische Abstandsinformationen von Biomolekülen auf molekularer Ebene als Bereich der Biophotonik, effizienten Faserkopplung in der optischen Datenübertragung und Verminderung des Verschleißes und Optimierung der tribologischen Eigenschaften von Oberflächen bei stark abrasiv wirkender Beanspruchung mit dem Ziel der Erhöhung von Standzeiten von Werkzeugen aus den entsprechenden Materialien und der damit verbundenen Ressourcen- und Energieeinsparung am Laserinstitut Hochschule Mittweida durchzuführen und die Voraussetzungen für den industriellen Einsatz der entwickelten neuartigen Technologien und Vorrichtungen in regionalen Unternehmen zu schaffen, welche als Alleinstellungsmerkmale perspektivisch die Marktchancen sächsischer Firmen erhöhen und zu neuen Arbeitsplätzen führen. Konkret sollen Teilergebnisse nach Projektende die Grundlage für industriefinanzierte Projekte darstellen; die direkte Überführung von Ergebnissen und die Erbringung von Forschungsleistungen für Industriebetriebe im Rahmen der Nachwuchsforschergruppe wird jedoch ausgeschlossen.


Teilziele

Durch die Realisierung des Projektes werden folgende wissenschaftlich-technologische Teilziele verfolgt:

  • Etablierung experimenteller Methoden, um Daten für die FRET gestützte RNA Strukturmodellierung erzeugen zu können (Thema 1)
  • Entwicklung eines Web- oder Python-basierten Programms/Frameworks zur FRET-gestützten Strukturmodellierung insbesondere von RNA und möglicher Bindungspartner (Thema 2)
  • Entwicklung einer geeigneten Herstellungsmethode für rotationssymmetrische Mikrooptiken in Glaswafern auf Basis der sequentiellen Maskenprojektion (Thema 3)
  • Erforschung des Einsatzes der Burst-Modus-Ultrakurzpuls-Lasertechnologie hinsichtlich der Erzeugung von neuartigen Oberflächenlegierungen anhand der für die Werkzeugindustrie wichtigen Materialien WC-Co-Hartmetall und Ferrowolfram (FeW), die zu deutlichen Standzeiterhöhungen und völlig neuen Einsatzmöglichkeiten führen (Thema 4)

Alle technologischen Teilziele sind auf die Erhöhung des Digitalisierungsgrades und der Ressourcen- und Energieeffizienz der neu zu entwickelnden Lasertechnologien und -verfahren, der dazu erforderlichen Geräte und deren Steuerung sowie die vollständige Automatisierung der Datenaufnahme und der darauffolgenden Datenauswertung ausgerichtet. Sie dienen somit der wissenschaftlichen Ausbildung der Nachwuchswissenschaftler:innen. Die Anwendungsfelder sind sachsenspezifisch, aber auch überregional und international skalierbar. Durch die Realisierung des Projektes soll auch die Leistungsfähigkeit der beteiligten Forschungsgruppen am Laserinstitut Hochschule Mittweida gestärkt und ihre Drittmittelfähigkeit, insbesondere durch Einwerben von Nachfolgeforschungsprojekten als Industrieaufträge und -kollaborationen im Rahmen von Bundes- und EU-Projekten, verbessert werden.


Weitere Informationen finden Sie hier:


Das Projekt wird dankenswerter Weise aus Mitteln des Freistaates Sachsen und der Europäischen Union als Teil der Reaktion der EU auf die COVID-19-Pandemie im Rahmen einer ESF-REACT-Nachwuchsforschergruppe im Zeitraum vom 01.01.2022 - 31.12.2022 gefördert.

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