Schnellere Diagnosen im Gesundheitswesen und Sensoren, die Obst länger frisch halten. Das sind zwei Anwendungen der integrierten Photonik, einer neuartigen Beleuchtungstechnik. Die Weiterentwicklung dieser Technologie erfordert eine stärkere Verbindung zwischen der Technologie und dem Markt. PhotonDelta ist das Netzwerk, das sich in den Niederlanden darum kümmert. Unternehmen, Bildungseinrichtungen und Endverbraucher arbeiten gemeinsam an Lösungen für den Markt.
Ende letzten Jahres erhielt die PhotonDelta-Stiftung durch ein Finanzabkommen mit 236 Millionen Euro unterstützt. Auf diese Weise wird das Ökosystem rund um die integrierte Photonik in den Niederlanden unterstützt, damit es weiter wachsen kann. Ziel ist es, bis 2026 mindestens 25 Unternehmen mit 4.000 Mitarbeitern zu haben. Zusammen werden die Unternehmen einen Umsatz von mehr als einer Milliarde Euro erwirtschaften. Derzeit arbeiten noch rund vierhundert Mitarbeiter mit der Technologie. „Es ist eine große Herausforderung”, gibt Giuseppe Coppola, Unternehmensstratege bei PhotonDelta, zu. Auch wenn es nach seinen Worten durchaus möglich ist. „Die integrierte Photonik ist eine vielversprechende Technologie, und wir sind in einigen Bereichen nach wie vor weltweit führend. Integrierte Photonik ist die Technologie von Mikrochips, die mit Licht anstelle von Strom arbeiten, bekannt als „Photonics Integrated Circuits (PICs)”. Diese sind viel kleiner, billiger und zuverlässiger als die nicht integrierte Photonik und optische Komponenten.“
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Verbindungen herstellen
Das bedeutet, dass Verbindungen zwischen den unterschiedlichsten Parteien hergestellt werden müssen. „Wir bringen Menschen aus verschiedenen Disziplinen zusammen, um innovative Lösungen zu finden.” Das Unternehmen versucht dies auf unterschiedliche Weise zu erreichen, abhängig von der Nachfrage aus der Wirtschaft. „Wir bauen persönliche Beziehungen zwischen den Anbietern von integrierter Photonik und den Kunden auf. Dabei handelt es sich um Unternehmen verschiedener Branchen, die die integrierte Photonik in ihrem Endprodukt oder ihrer Dienstleistung nutzen. „Auf diese Weise versuchen wir, eine langfristige Zusammenarbeit in Form einer Partnerschaft aufzubauen.“ Wenn ein Unternehmen eine Idee zu einer Anwendung für die Photonik hat, kann es diese in ein Bootcamp einbringen. Während dieser dreitägigen Veranstaltung entwickeln Studenten der Technischen Universitäten verschiedene Konzepte, um das Unternehmen in seinem Denkprozess weiter zu unterstützen.
Außerdem arbeitet das Unternehmen auch mit sogenannten Applikationslabors zusammen. „Wir wollen die Technologie durch die Zusammenarbeit mit Experten und Endverbrauchern in einem frühen Stadium der Produktentwicklung weiterentwickeln”, sagt Coppola. Der erste Schritt besteht darin, die Bedürfnisse verschiedener Experten aus den verschiedensten Bereichen zu verstehen. Zum Beispiel Forscher und Mediziner, die mit Hilfe der Bildtechnik medizinische Diagnosen stellen. „Gemeinsam betrachten wir die Mängel der Technologien, die sie derzeit einsetzen. So können wir uns auf die Suche nach besseren, praxisorientierten Lösungen für die Zukunft konzentrieren”, erklärt Coppola.
Gemeinsam innovativ
„Die Experten werden sich gemeinsam mit Unternehmen und Endanwendern völlig neue Anwendungen ausdenken. Nicht wahhlos, sondern mit Fokus auf ein bestimmtes Gebiet mit Marktpotenzial.” Laut Coppola sind die Anwendungslabore als Umgebung eingerichtet, in der die Beteiligten die Möglichkeiten der integrierten Photonik entdecken können. Sie können auch mit der Technologie experimentieren. Es geht nicht immer um physische Orte, sondern auch um virtuelle Situationen, in denen Menschen gemeinsam an Prototypen arbeiten.
„Die kreativen Diskussionen, die in diesen Anwendungslabors entstehen, sind sehr wertvoll für Innovationen. Hier können Ideen mit Potenzial von Unternehmen weiterentwickelt werden. „Das kann zu einem neuen Start-up oder Spin-off einer Universität oder eines bestehenden Unternehmens führen”, sagt Coppola. „Mit Anwendungslabors versuchen wir, das Wachstum und die Expansion von Unternehmen zu stimulieren und neue Ideen und Produkte rund um die integrierte Photonik schneller auf den Markt zu bringen.“ PhotonDelta kann in dieser Phase auch Unterstützung bei der Weiterentwicklung eines Unternehmens anbieten. So stellen sie beispielsweise Kapital für Unternehmen und F&E-Projekte bereit, wie z.B. die Erforschung der neuesten Generation von Chips für die Luft- und Raumfahrtindustrie.
Innovation im Gesundheitswesen dringend erforderlich
Die Anwendungslabore des Unternehmens konzentrieren sich vorerst hauptsächlich auf die Bereiche Gesundheitswesen und die Agrar- und Ernährungswirtschaft. Das sind zwei Sektoren, die sich aufgrund steigender Kosten und des Bevölkerungswachstums drastisch verändern müssen. Die Studie für das medizinische Versorgungslabor hat bereits begonnen und Agrifood wird Ende des Jahres folgen. „Die Kosten der Gesundheitsversorgung müssen gesenkt werden. Darüber hinaus gibt es einen Trend zur Dezentralisierung der Versorgung und die Forderung nach mehr Prävention. Eine schnelle und genaue Diagnose zu Hause ist die Zukunft”, sagt Coppola. „Für den Heimgebrauch müssen Medizinprodukte viel kleiner und billiger sein und gleichzeitig ausreichend genaue Messungen durchführen können.“
Dazu kann die integrierte Photonik beitragen. Zum Beispiel mit der Optischen Kohärenztomographie (OCT). Das ist ein Gerät, das genaue Bilder des menschlichen Körpers macht. Es kann auf verschiedene Weise verwendet werden, um genaue Diagnosen zu erstellen, z.B. in der Augenheilkunde, Dermatologie und Kardiologie. „Darüber hinaus kann der Einsatz der integrierten Photonik das Gerät viel kleiner und kostengünstiger machen, so dass es nicht nur für den Einsatz in Krankenhäusern, sondern auch in Ambulanzen und Hausarztpraxen geeignet ist. Im weiteren Verlauf könnte das sogar zu Hause geschehen.”
Effizientere Nahrungsmittelproduktion
Auch bei Biosensoren kann die integrierte Photonik einen Unterschied machen. „Mit Hilfe eines Sensors, der Lichttechnik einsetzt, kann man beispielsweise messen, wie reif eine Frucht ist. Mit dieser Technik können die Prozesse weiter automatisiert und optimiert werden, so dass die Früchte zum richtigen Zeitpunkt geerntet werden können”, erklärt Coppola. Auch nach der Ernte können die Sensoren einen Mehrwert bieten. „Frisches Obst und Gemüse wird oft in großen Containern gelagert und transportiert. Es gibt keine Kontrolle über Parameter wie Sauerstoffgehalt und Temperatur”, fährt er fort. „Je besser diese gemessen und kontrolliert werden, desto länger bleibt die Frucht intakt und desto weniger Nahrung wird verschwendet.“ Das sind Beispiele für Anwendungen, die in diesen Labors weiterentwickelt werden können.
„Wir bieten unsere Expertise in der Technologie an, aber die Unternehmen bringen die Produkte auf den Markt, die auf dieser Basis hergestellt werden.” Dabei werden langfristig verschiedene Produkte in verschiedenen Märkten eingesetzt. „Das wird zu großen Veränderungen und Innovationen in der Gesellschaft führen, die überall auf der Welt eingesetzt werden können.“
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