Bitte um Mitwirkung: Umfrage zur strategischen Autonomie der Photonik am Standort Deutschland
In Zusammenarbeit mit dem Marktforschungsunternehmen TEMATYS führt SPECTARIS daher eine Untersuchung zur strategischen, d.h. zur wirtschaftlichen und technologischen Autonomie der Photonik am Standort Deutschland durch. Ein wesentliches Ziel des Projektes ist es, die Bedeutung der Photonik für andere Schlüssel- und Zukunftsindustrien zu unterstreichen, darzustellen, welche Folgen ein Ausbleiben von Produkten der Photonik für diese Anwendungsbereiche haben könnte und daraus Forderungen in Richtung Politik abzuleiten, um insbesondere die wirtschaftliche Autonomie der Photonik zu stärken.
BMBF Bekanntmachung: „Leuchtturmprojekte der quantenbasierten Messtechnik zur Bewältigung gesellschaftlicher Herausforderungen“
Förderziel und Zuwendungszweck
Sensoren bilden die Grundlage vieler Technologien. Sie haben unter anderem große Bedeutung in der Produktion, beispielsweise für Industrie 4.0, spielen eine wichtige Rolle in der Medizin sowie für Observations- und Detektionsverfahren. Mit der Quantensensorik entsteht eine neue Klasse von Sensoren, die speziell die quantenmechanischen Eigenschaften einzelner Quantensysteme nutzen. Die Fragilität von Quantenzuständen und -systemen eröffnet in der Messtechnik weitreichende Möglichkeiten, da sie zugleich für außerordentliche hohe technische Messempfindlichkeiten genutzt werden kann. Dies ermöglicht Messungen von Masse, Zeit, Ort, Geschwindigkeit und Feldstärken elektromagnetischer Felder jenseits der klassischen Grenzen und erschließt der Messtechnik völlig neue Anwendungsfelder. Neben der Steigerung von Empfindlichkeit oder Spezifität können Quantensensoren auch Vorteile in Bezug auf Robustheit gegenüber Störgrößen, Baugröße, Einsatzumgebungen sowie Reproduzierbarkeit und Rückführbarkeit im Vergleich zu klassischen Messgeräten bieten. Insgesamt eröffnen alle diese Eigenschaften den Zugang zu mittelfristigen Lösungen für eine Vielzahl von gesellschaftsrelevanten Problemstellungen von der Sicherung der Lebensgrundlagen bis hin zu ressourcenschonendem Wohlstand.
Mit dem Förderaufruf „Anwendungsbezogene Forschung in der Quantensensorik, -metrologie sowie Bildgebung“ wurde im Jahr 2020 bereits ein erster Schritt gemacht, einzelne Technologien in die industrielle Anwendung zu überführen.
Förderziel:
Ziel der vorliegenden Bekanntmachung ist die Entwicklung quantensensorischer Verfahren, die bedeutende gesellschaftliche Bedarfe adressieren. Sichtbare Projekte entsprechender Größe und Demonstrationsvorhaben sollen so einen weiteren Anschub für das noch junge Themenfeld geben.
Beispielhafte Anwendungsgebiete sind: die Diagnose in der Medizin bzw. die molekulare Bildgebung (z. B. durch miniaturisierte Quantenmagnetometer auf der Basis von NV-Zentren oder organischen Molekülen) zum Monitoring funktionaler Prozesse im Körper, zur Realisierung von Gehirn-Computer-Schnittstellen oder zum Verständnis neurodegenerativer Erkrankungen. Ein weiteres gesellschaftlich relevantes Anwendungsfeld stellt die Erdbeobachtung bzw. das Umweltmonitoring dar. Dazu gehört beispielsweise die Beobachtung des Abschmelzens von Eis, der Veränderungen des Meeresspiegels oder des Grundwassers. Neue Quantensensoren wie Atominterferometer sowie neue Verfahren zur präzisen Zeitmessung können solche Vorgänge mit bisher unerreichter Präzision vermessen. Quantenbasierte Gravimeter könnten z. B. durch die Messung von Magmaverteilung und -bewegung in aktiven Vulkanen frühzeitig vor Naturkatastrophen warnen. Diese neue Klasse von Sensoren eröffnet aber auch völlig neue Möglichkeiten in der Geologie, Archäologie, Exploration von Bodenschätzen und im Bauwesen.
Ziel der Fördermaßnahme ist es damit, einerseits in mehreren dieser Anwendungsgebiete entscheidende Fortschritte zu erzielen und andererseits das Potenzial der quantenbasierten Messtechnik besser abzuschätzen sowie entsprechende Sichtbarkeit zu erhöhen.
Zuwendungszweck:
Für diese Herausforderungen und Anwendungen sind teilweise neue, interdisziplinäre Kooperationen in der Wissenschaft und jenseits etablierter Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten erforderlich. Sich komplementär ergänzende Kompetenzen von Teilnehmern solcher Projekte sind daher zwingend notwendig, um die komplexen Fragestellungen zielführend bearbeiten zu können. Neben dem eigentlichen quantenphysikalischen Verständnis gewinnen ingenieurtechnische und anwendungsspezifische Kompetenzen (Geologie, Medizin, usw.) sowie eine konkrete Testung in den späteren Einsatzgebieten mit fortschreitender Technologiereife zunehmend an Bedeutung. Viele der Ansätze sind bislang nur im Labor gezeigt. Um entsprechende Systeme anwendbar zu machen, müssen neuartige Konzepte erarbeitet werden, welche die Robustheit steigern, eine bessere Bedienbarkeit ermöglichen und die Integration in bestehende Systeme erlauben. Letztendlich müssen die Technologien in breitangelegten Feldversuchen oder (medizinischen) Studien verifiziert und auf ihre Tauglichkeit in der Anwendung getestet werden.
Der Zweck der Fördermaßname im Rahmen des Programms „Quantentechnologien – von den Grundlagen zum Markt“ ist, Leuchtturmprojekte und Demonstrationsvorhaben der Quantenmesstechnik zu schaffen, um gesellschaftlich relevante Fragestellungen innerhalb und außerhalb der akademischen Forschung zu adressieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert daher Verbundvorhaben, die den oben genannten Ansprüchen genügen und deren konkrete Zielstellungen sich am spezifischen Bedarf des jeweiligen Anwendungsfelds ausrichten. Die Maßnahme ermöglicht auch Forscherverbünde; die Einbindung relevanter heimischer Industrie sowie die Ausrichtung entlang von Wertschöpfungsketten ist jedoch erwünscht.
Die vollständige Richtlinie finden Sie hier.
Die Vorlagefrist endet am 31. Juli 2021.