Lichtjahre voraus: Forschungs- und Innovationsprojekte der EU zeigen, wie die Photonik die Zukunft gestalten wird
Wo die heutigen konventionellen Technologien hinsichtlich Geschwindigkeit, Kapazität und Genauigkeit an ihre Grenzen stoßen, bietet die Photonik einzigartige Lösungen. Sie kann die Medizin revolutionieren, indem sie eine schnelle, empfindliche und genaue Erkennung ermöglicht. Lichtbasierte Technologien können auch die Energieumwandlung und -einsparung, die Beleuchtung und die hohe Fertigungsqualität verbessern.
Die vorrangige Position der Photonik auf der europäischen Agenda
Die Europäische Kommission hat seit langem das Potenzial der Photonik erkannt, Innovation in verschiedenen Branchen zu fördern. Im Jahr 2009 definierte die Kommission die Photonik als eine von fünf europäischen Schlüsseltechnologien dieses Jahrhunderts und investierte durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 in diesem Bereich 700 Mio. Euro. Der Europäische Forschungsrat (ERC), der 2007 von der Europäischen Union eingerichtet wurde, ist die führende europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Im Rahmen von Horizont 2020 beträgt das Gesamtbudget des ERC von 2014 bis 2020 mehr als 13 Mrd. Euro. Der ERC arbeitet nach einem „Bottom-up“-Ansatz, mithilfe dessen die Forschenden neue Möglichkeiten und Richtungen in jedem Forschungsbereich herausarbeiten können. Bis heute hat der ERC über 9 000 Forschungsprojekte in allen Bereichen, einschließlich der Photonik, finanziert und ist zu einem Maßstab für exzellente Forschung geworden.
Präsentation innovativer ERC-Forschung
Dieses CORDIS Results Pack stellt 10 der vielversprechendsten, vom ERC finanzierten Photonik-Projekte vor. Eine buchstäblich grundlegende Unterstützung für die Leistungsfähigkeit dieser Wirtschaftstätigkeit und auch langfristig nachhaltig ist die vom ERC finanzierte ergebnisoffene („Blue-Sky“) Bottom-up-Forschung, wie die unten erwähnten Projekte zeigen. INsPIRE arbeitet an der Herstellung eines kostengünstigen, tragbaren photonischen Systems im mittleren Infrarotbereich und im Chip-Maßstab. Dieses kann Moleküle erfassen und so das Verhalten lebender Systeme oder technischer Materialien verstehen. BrightSens synthetisiert neuartige superhelle fluoreszierende Nanopartikel für den Nachweis von Biomolekülen. In ähnlicher Weise erzeugt ABLASE kohärentes Licht unter Verwendung einer einzigen, künstlich hergestellten, lebenden menschlichen Zelle und grün fluoreszierender Proteine. AXSIS arbeitet an der Erzeugung ultraschneller Elektronen- und Röntgenblitze, um zu untersuchen, wie komplexe Reaktionen in der Biochemie ausgelöst werden. Inspiriert von der Natur stellt SeSaMe photonische Strukturen auf der Basis von natürlich ausreichend vorhandenen Biopolymeren her und ebnet damit den Weg für die nachhaltige Herstellung optischer Geräte. Ein weiteres Projekt, INTERACT, leistet Pionierarbeit für einen neuartigen Ansatz. Dieser basiert auf Flüssigkristallen mit Fasern im Nanometerbereich, mit denen weiche, flexible Materialien hergestellt und intelligente Funktionen für tragbare Photonik integriert werden können. Für eine effiziente Umwandlung von Sonnenlicht-Energie hat das Projekt TripleSolar organische Moleküle synthetisiert, welche die Sonnenenergie effizient in Wasserstoffbrennstoff umwandeln können. In QnanoMECA wollen die Forschenden Nanopartikel mit einem Laser in einer Vakuumkammer schweben lassen. Dieser Fortschritt könnte zu neuartigen Sensortypen führen und Studien in der Quantenmechanik ermöglichen. SCEON entwickelt ein Rasterelektronenmikroskop, um zu untersuchen, wie Licht im Nanobereich mit Elektronen interagiert. Die Technik kann in der Photovoltaik, der Festkörperbeleuchtung, der Quantenkommunikation und der Metrologie angewendet werden. Zu guter Letzt versprechen von FoQAL produzierte nanophotonische Schnittstellen, nie zuvor gesehene Quantenphänomene zwischen Licht und Atomen aufzudecken. Die in diesem Results Pack vorgestellten Projekte sind nur einige Beispiele dafür, wie die Photonik die Technologie verändern und unser tägliches Leben beeinflussen kann. Es wird erwartet, dass die Photonik in der Zukunft spannende neue Möglichkeiten eröffnet und die Grenzen der Leistungsfähigkeit herkömmlicher Technologien überschreitet.