FTE-Erfolgsstorys - Intelligentere Telefone fürs Mobilzeitalter
Smartphones, die ihren Benutzern vielen Funktionen einschließlich Kamera, GPS und Wi-Fi-Verbindung zu bieten haben, sind zu einem wichtigen Werkzeug der Geschäftswelt geworden. Sie sind außerdem für Millionen Menschen, die heutzutage ihr gesamtes soziales Leben auf ihrer Handfläche organisieren, regelrecht unverzichtbar. In weniger als einem Jahrzehnt haben sich Smartphones als Bestandteil des täglichen Lebens etabliert. Neue Smartphone-Modelle drängen kontinuierlich auf den Markt und haben eine kontinuierliche Verbesserung in puncto Funktion und Wert zu bieten. Die multimilliardenschwere mobile Telekommunikationsbranche ist durch eine unglaubliche Innovationskraft geprägt, aber allein die Anzahl der Geräte hat doch dazu geführt, dass die zugeteilten Frequenzen schlimmer mehr als jemals zuvor überfüllt sind. Heute ist die verfügbare Bandbreite mit dem Datenverkehr regelrecht vollgestopft. Freie Bandbereiche raushören Ausgangspunkt eines neuen EU-finanzierten Projekts mit dem Titel "Suspended graphene nanostructures" (RODIN) war die Suche nach Wegen, auf denen Smartphones die Bandbreite noch effizienter nutzen könnten. Die Lösung, an der im Rahmen von RODIN gearbeitet wurde, beinhaltet mechanische Graphenresonatoren und kognitive Funkanlagen. Das Projekt vereint experimentelle, industrielle und theoretische Arbeit und ist auf das Konzept abgesetzter ein- und mehrlagiger Graphen-Nanostrukturen (suspended single-and multi-layer graphene nanostructures) sowie gehärteter diamantähnlicher Kohlenstoffschichten (annealed diamond-like carbon films) ausgerichtet. "Im Mobiltelefon oder Smartphone werden mehrere Frequenzen verwendet", erklärt Projektkoordinator Andreas Isacsson. "Bewegt man sich zwischen verschiedenen Ländern, muss das Smartphone verschiedene Bandbreiten finden, was durchaus ein Problem sein kann. Bei weiterhin zunehmendem Datenverkehr könnten Sie sich schon bald selbst außerhalb der Bandbreite wiederfinden." Einige Frequenzen sind jedoch nicht immer besetzt, und an dieser Stelle denkt man an kognitive Funkanlagen. Eine kognitive Funkanlage ist ein Sende- und Empfangsgerät, das auf automatische Weise über ein drahtloses Spektrum die verfügbaren Kanäle erfasst und ändert seine Übertragungs- oder Empfangsparameter je nach Bedarf verändert. So wird mehr drahtlose Kommunikation innerhalb eines gegebenen Frequenzbands an einem Standort gleichzeitig möglich. Dr. Isacsson und seine Projektpartner arbeiteten an der Entwicklung eines abstimmbaren Gigahertz-Filters, der aus mechanischen Graphenresonatoren besteht, die es einer kognitiven Funkanlage im Smartphone ermöglichen werden, die freien Bereiche zu finden und dementsprechend umzuschalten. Graphen besteht aus in einem atomdicken Gitter angeordneten Kohlenstoffatomen, ist unglaublich fest, und hat sich als fantastischer Leiter erwiesen. Das RODIN-Konsortium hat diese Substanz ingenieurwissenschaftlich unter die Lupe genommen, um nanomechanisches Graphen für die Resonatoren herzustellen. Besondere Aufmerksamkeit widmete man der Bearbeitung und Messung der mechanischen und elektromechanischen Eigenschaften von Graphen, indem man die abgesetzten Strukturen in die gewünschten Formen brachte sowie thermische Nachbearbeitungverfahren anwandte. In Resonanz mit der Wirtschaft "Dieses Konsortium verfügt über Erfahren in den verschiedenen Bereichen", erklärt Dr. Isacsson. "Die einen kümmern sich um die Resonatoren, andere fertigen das Graphen, die Komponenten und so weiter. Kürzlich hatten wir ein Treffen, auf dem wir uns im Punkt Design annähern konnten und so wird uns der Prototyp hoffentlich in ein paar Monaten vorliegen." Rodin war überdies durch die Einbindung mobiler Telekommunikationsunternehmen geprägt. Einige von ihnen stießen gegen Ende des Projekts hinzu, um das Vermarktungspotenzial zu bewerten. Noch bleibt weniger als ein Jahr Projektlaufzeit. An diesem Punkt muss entschieden werden, ob dieses Projekt das Potenzial auf Weiterführung hat und ob es erforderlich ist, Rechte am geistigen Eigentum zu sichern. Laut Dr. Isacsson bedeutet dieses Projekt ein hohes Risiko für die Industrie, aber es verspricht auch die Chance auf hohe Gewinne. Und dieses Projekt hat ein enormes Vorteilspotenzial für die Endnutzer. "Genau Sie könnten ein intelligenteres Telefon als all die anderen haben!" behauptet Dr. Isacsson. "Kognitive Funkanlagen werden den Smartphones einen großen Vorsprung verschaffen, indem sie ihnen ermöglichen, die schnelleren Datenübertragungsraten zu finden." - Vollständige Bezeichnung des Projekts: "Suspended Graphene Nanostructures" - Projektakronym: RODIN - http://www.fp7rodin.eu - Projektreferenznummer: 246026 - Name/Land des Projektkoordinators: Chalmers Tekniska Hoegskola, Schweden - Gesamtprojektkosten: 3 818 145 EUR - Beitrag der EK: 2 894 EUR - Projektbeginn/-ende: Oktober 2010 bis September 2013 - Andere Partnerländer: Schweden, Finnland, Vereinigtes Königreich, Niederlande, Spanien, Estland