Spark Award für nachhaltige Verbundwerkstoffe

Die ETH Zürich feierte am Montagabend ein kleines Jubiläum: Bereits zum zehnten Mal verlieh die Hochschule den «Spark Award» für die innovativste und wirtschaftlich aussichtsreichste Erfindung des vergangenen Jahres. «Es ist ein Zeichen dafür, wie viele neuartige Ideen es von Jahr zu Jahr an der ETH gibt», freute sich Silvio Bonaccio. Er ist Leiter des ETH Technologietransfers, der jährlich die Preisverleihung ausrichtet. Insgesamt 115 innovative Technologien verzeichnete die ETH Zürich selbst im von der Pandemie bestimmten Jahr 2020, wovon 20 in die Endauswahl für den Award und schliesslich fünf bis ins Finale kamen. «Die Jury musste eine grosse Bandbreite von Erfindungen prüfen und beurteilen», beschrieb Bonaccio den Auswahlprozess.

Ausgezeichnet mit dem «Spark Award 2021» wurde schliesslich das Team um Paolo Ermanni, ETH-Professor am Departement Maschinenbau und Verfahrenstechnik. Gemeinsam mit Christoph Schneeberger, Nicole Aegerter, Shelly Arreguin und Professor Joanna Wong hat er ein Verfahren entwickelt, mit dem sich nachhaltige, recycelbare Faserverbundwerkstoffe kostengünstig herstellen lassen. Überreicht wurde der Preis von Vanessa Wood, ETH Vizepräsidentin für Wissenstransfer und Wirtschaftsbeziehungen.

So überzeugt die Forschenden von dem Potenzial ihrer Technologie sind, so schwierig finden sie es, ihre Erfindung zu beschreiben. «Unsere Innovation liegt primär im Herstellungsprozess und weniger im greifbaren Produkt», sagte Schneeberger. Daher waren die Forschenden überrascht, dass sie den Sieg davontrugen. «Vielleicht hat mit Blick auf den Klimawandel die Nachhaltigkeit unseres Ansatzes den Ausschlag gegeben», mutmasste Ermanni.

Um ihre vielversprechende Idee umzusetzen, haben Schneeberger, Aegerter und Ermanni bereits das Projekt externe Seite «Antefil Composite Tech» gegründet. Im nächsten Schritt wollen sie es in ein Spin-off überführen. «Unser Verfahren ist skalierbar und eignet sich daher für die Massenproduktion», ist Schneeberger überzeugt. Gedacht ist es vor allem für die Herstellung grossformatiger Strukturen, die leicht und zugleich höchst belastbar sein müssen, wie beispielsweise von Rotorblättern für Windkraftanlagen oder tragenden Bauteilen für Fahrzeuge.

Die eigene Idee in Worte fassen

Was es alles braucht, um aus einer guten Idee ein erfolgreiches Unternehmen zu machen, schilderte Gastredner Mattias Ivarsson. 2012 hatte er zu den Finalisten für den allerersten «Spark Award» gezählt. Heute ist er CEO und Gründer eines Biotech-Startups. Die Inositec AG entwickelt Therapien gegen Arterienverkalkung. Das Besondere: Das Unternehmen hat keine eigenen Labore, sondern arbeitet je nach Bedarf mit spezialisierten Forschungsinstituten und Firmen zusammen. «Wir sind gewissermassen eine virtuelle Biotechfirma», so Ivarsson. Dies reduziere die Kosten.

Neben fachlichem Know-how und den Finanzen braucht es laut Ivarsson aber vor allem die Fähigkeit, die eigene Idee anschaulich und in wenigen Worten zu beschreiben. Zudem müsse ein Unternehmer Verhandlungsgeschick und Marktwissen mitbringen.

«Es ist eine Entdeckungsreise», meinte er zum Abschluss und verglich die Gründung eines Spin-offs mit einer Stehleiter in den Himmel. Man könne viel Neues entdecken, doch müsse man auch aufpassen, dass die Leiter nicht umkippt. Und manchmal müsse man auch einen Schritt zurück gehen, bevor man weiter hinaufsteigen könne.

Die Siegertechnologie:

Damit Leichtbau nachhaltig wird: Verbundwerkstoffe sind überall, vom medizinischen Implantat bis zum Flugzeug. Ihr Nachteil: Viele Verbundwerkstoffe sind schwierig bis gar nicht zu recyceln. Die Forschenden um Paolo Ermanni haben jetzt ein neuartiges Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Verbundwerkstoffe entwickelt. Die Werkstoffe sind recycelbar und können mit dem neuen Verfahren erstmals kosteneffizient eingesetzt werden. Sie eignen sich aufgrund ihrer Belastbarkeit insbesondere für Grossbauteile wie Rotorblätter von Windkraftanlagen.

Die Finalisten:

Damit Wirkstoffe ans Ziel kommen: Viele Medikamente sind wasserunlöslich und können nicht über die Blutbahn transportiert werden. Die Medikamente erreichen somit nicht ihren Einsatzort und sind unwirksam bei der Behandlung von Krankheiten. Thomas Edwardson und Donald Hilvert haben für den Transport von wasserunlöslichen Wirkstoffen einen mehrschichtigen Proteinkäfig entwickelt. Der Proteinkäfig nimmt die Wirkstoffe im Inneren auf und bringt sie direkt in die erkrankte Körperzelle.

Damit Krebszellen sich selbst töten: Verwandelt sich eine Larve in eine Fliege, sterben gewisse Gewebeteile der Larve durch gezielten Zelltod ab. Die Forschungsgruppe rund um Renato Paro macht sich diesen Prozess für eine Krebstherapie zunutze. Sie hat ein wichtiges RNA-Molekül entdeckt, das an der Steuerung des Zelltods beteiligt ist. Die RNA zeigt eine breite Wirksamkeit gegen verschiedene menschliche Krebszelltypen und ist einfach in der Anwendung und Herstellung.

Damit Krankheiten zuverlässig erkannt werden: Die Suche nach Biomarkern im Blut von Patienten erinnert oft an die berühmte Nadel im Heuhaufen. Paolo Arosio und seine Forschungsgruppe möchten dies vereinfachen. Sie haben synthetische Tropfen auf Polymerbasis entwickelt, die aufgrund ihrer Konsistenz ausgewählte Moleküle im Blut einschliessen und anreichern. Alternativ lassen sich die Tropfen bei der Herstellung von Medikamenten einsetzen, wo sie gezielt den Wirkstoff aus dem Reaktionsgemisch herauslösen und einschliessen.

Damit Daten schneller reisen: Elektro-optische Modulatoren sind essenziell für unsere Kommunikationsgesellschaft. Sie wandeln das elektrische Signal in Lichtimpulse um. Bisher waren diese Modulatoren gross und verbrauchten viel Energie. Rachel Grange, Marc Reig Escalé, Fabian Kaufmann und David Pohl haben jetzt leistungsstarke und energieeffiziente Modulatoren in Chipgrösse entwickelt. Sie bestehen aus Lithiumniobat in einer Mehrschichtstruktur. Dank ihres neuen Herstellungsverfahrens können die Forschenden das Material im Nanometer-Bereich mit hoher Präzision bearbeiten.