• 06.09.2017
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Teilchenphysik stärkt das Industrieland Schweiz

Elf Jahre nach der Gründung hat DECTRIS (Baden-Dättwil) mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Foto: DECTRIS
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Elf Jahre nach der Gründung hat DECTRIS (Baden-Dättwil) mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Foto: DECTRIS
Elf Jahre nach der Gründung hat DECTRIS (Baden-Dättwil) mehr als 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Foto: DECTRIS

Teilchenphysik ist eine Grundlagenwissenschaft, die unser Bild von Materie und Universum formt. Die Erkenntnisse dieser Disziplin bringen aber auch praktische Anwendungen hervor, die unseren Alltag direkt beeinflussen. Ein Beispiel ist die Firma DECTRIS AG in Baden-Dättwil. An der gemeinsamen Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft (ÖPG), der Schweizerischen Physikalischen Gesellschaft (SPS) und des Schweizerischen Instituts für Teilchenphysik (CHIPP) vom August in Genf stellte das Unternehmen seine neusten Geschäftsfelder vor.

Die Jahrestagung von SPS/ÖPG und CHIPP vom 21. bis 25. August vereinte über 280 wissenschaftliche Vorträge und eine Vielzahl von Posterpräsentationen. Die Veranstaltung fragte aber auch nach dem Einfluss der Forschung auf die Gesellschaft. Nun wird bisweilen übersehen, dass es sich bei den Erkenntnissen der Grundlagenfächer um wichtige kulturelle Leistungen handelt, auch wenn sich deren Wert nicht in Franken und Exportumsätzen messen lässt. Auf der anderen Seite trägt physikalische Forschung nicht nur zu einem besseren Verständnis von Elementarteilchen und den zwischen ihnen wirkenden Kräften bei, sondern sie bringt immer wieder kommerziell nutzbare Anwendungen hervor, die sich durchaus in Umsätze und Arbeitsplätze ummünzen lassen.

Ein Workshop an der Jahrestagung von SPS/ÖPG und CHIPP war Start-ups gewidmet, die allesamt aus der physikalischen Forschung herausgewachsen sind. Vertreter von sieben Jungunternehmen stellten ihre Geschäftsideen und 'business cases' vor, beispielsweise neuartige Messgeräte oder Technologien zur Energieproduktion. Unter ihnen war die Firma DECTRIS, die ihre Wurzeln direkt in der teilchenphysikalischen Forschung hat. Im engeren Sinn ist DECTRIS heute zwar kein Start-up mehr, denn das vor elf Jahren gegründete Unternehmen hat sich am Markt längst etabliert, betreibt Kundenbeziehungen weltweit und schreibt mit seinen über 100 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern schwarze Zahlen (übrigens seit dem Gründungsjahr). Die Firma passte aber trotzdem gut in die Start-up-Veranstaltung, weil sie das Potenzial von Forschung, die von Kritikern mitunter als „nutzlos“ gescholten wird, mustergültig vor Augen führt.

Frucht der CERN-Forschung

Dr. Christian Brönnimann hatte das Unternehmen 2006 als Spinoff des Paul Scherrer Instituts (Villigen/AG) aus der Taufe gehoben. Im Zentrum der kommerziellen Aktivität stand eine Technologie, die zuvor am PSI entwickelt worden war, um am CERN-Teilchenbeschleuniger LHC, der damals gebaut wurde, die Grundlagen der Materie zu erforschen. Am CERN sollte die Technologie am grossen CMS-Experiment des LHC eingesetzt werden, um Spuren von Elementarteilchen zu vermessen. DECTRIS nutzte diese Vorarbeiten, um extrem leistungsfähige Röntgenkameras für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen zu bauen.

Dadurch entstand eine neue Generation von Instrumenten, die bis heute insbesondere bei Materialuntersuchungen und Proteinkristallographie gute Dienste leisten. PILATUS, die erste DECTRIS-Röntgenkamera, und die darauf aufbauenden DECTRIS-Geräte werden in Synchrotronen eingesetzt, in denen Wissenschaftler unterschiedlicher Herkunft Röntgenstrahlung verwenden, um die Struktur verschiedenster Materie zu untersuchen. Die Detektoren fanden aber auch Einsatz in den Forschungs- & Entwicklungs-Abteilungen von Firmen, die auf hochempfindliche Kameras angewiesen sind. Ein Anwendungsfeld ist zum Beispiel die pharmazeutische Forschung: Sie untersucht die atomare Struktur von Proteinen, weil auf dieser Grundlage neue Medikamente entwickelt werden können.

Knochen im Hühnerfleisch

Am CHIPP/SPS-Meeting liess DECTRIS-Produktmanager David Murer die Geschichte von DECTRIS in seiner Präsentation Revue passieren. Der promovierte Physiker richtete seinen Blick zugleich in die Zukunft. Murer ist bei DECTRIS 'Product Manager Industrial Imaging'. Hinter der Bezeichnung 'Industrial Imaging' steht ein neues Geschäftsfeld, das DECTRIS unter Nutzung seiner erprobten Technologieplattform neu aufbauen will. „Wir wollen die DECTRIS-Technologie für industrielle Anwendungen weiterentwickeln“, sagt Murer. Die Röntgenkameras könnten beispielsweise von Nahrungsmittelunternehmen eingesetzt werden, um auf ihren Produktionsstrassen Knochenteile in Hühnerfleisch oder Gräten in Fischprodukten zu erkennen. „Röntgenstrahlen werden heute schon für ähnliche Zwecke eingesetzt, die verfügbaren Technologien sind aber limitiert“, sagt Murer. „Vor allem leichte Materialien wie Plastik oder feine Knochensplitter können momentan nicht erkannt werden. Unsere Technologie bringt eine entscheidende Innovation: sie kann die Energie der Röntgenstrahlen messen, für jedes Pixel im Bild. Damit lassen sich in verschiedenen Anwendungen entscheidende Leistungsvorteile gewinnen, z.B. können Inspektionssysteme verschiedene Materialien unterscheiden. Hierdurch wird die Erkennbarkeit von gefährlichen Fremdkörpern wie den angesprochenen Knochensplittern entscheidend verbessert. Es gibt aber noch viele weitere Nutzungsmöglichkeiten für diese Fähigkeit der Detektoren, z.B. zur Prüfung von 3-D gedruckten Teilen von Flugzeugen oder Faserverbundwerkstoffen.“ Gegenwärtig laufen mehrere Evaluationsprojekte im Bereich 'Industrial Imaging'. Daneben führt DECTRIS schon Gespräche mit Anbietern von Inspektionsgeräten in der Nahrungsmittel- und weiteren Industrien.

David Murer kann bei seiner Tätigkeit auf seine Ausbildung zurückgreifen. Er hatte zuerst Informatik und später Nuklearphysik studiert und entwickelte an der ETH einen Neutronendetektor. Neben dem 'Industrial Imaging' will DECTRIS zwei weitere Geschäftsfelder neu erschliessen: Das eine ist die Elektronenmikroskopie. Die DECTRIS-Technologie wird dazu beitragen, die Anwendungsmöglichkeiten der Elektronenmikroskopie zu erweitern, z.B. in der Strukturbestimmung von Proteinen. Im Gegensatz zur Röntgenkristallographie müssen dabei die Proteine nicht kristallisiert werden, was für die Anwender ein entscheidender Vorteil ist.

Industrielle Basis der Schweiz gestärkt

Ein weiteres neues Geschäftsfeld sind neuartige medizinische Anwendungen. Durch den Einsatz Energie-empfindlicher Röntgenkameras lassen sich nicht nur Knochen besser von Weichteilen unterscheiden, sondern auch verschiedene Weichteilgewebe voneinander differenzieren, was Ärzten neue Diagnosetools bietet. DECTRIS-Instrumente könnten es auch möglich machen, Patienten mit tieferen Dosen an Röntgenstrahlung zu untersuchen, was das Risiko von gesundheitlichen Schäden reduziert. „In unseren neuen Märkten agieren wir jetzt wieder wie ein Start-up, denn hier gibt es noch keine etablierten Vermarkungskanäle, keinen festen Kundenstamm, kein ausgereiftes 'business model'“, sagt Murer.

Aus der Forschung der Teilchenphysiker geht vielleicht nicht täglich ein Unternehmen wie DECTRIS hervor, aber es entstehen doch immer wieder 'nützliche' Technologien und Anwendungen. Auf diesem Weg leistet die Teilchenphysik auch einen Beitrag zu einer prosperierenden Wirtschaft. David Murer nennt DECTRIS ein 'Hardware-Start-up', eine Firma also, die nicht allein Software-Lösungen entwickelt, wie es bei vielen Start-ups der Fall ist. „Unser Unternehmen beschäftigt denn auch nicht nur Software-Programmierer, sondern bietet eine breite Palette von Jobs, von der Produktion bis zum wissenschaftlichen Verkauf.“ Es sind solche Firmen, die dafür sorgen, dass die Schweiz auch weiterhin über eine industrielle Basis verfügt.

Autor: Benedikt Vogel

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