Glänzende Aussichten für Speichertechnik
Der «Spark Award 2014» der ETH Zürich geht an eine Gruppe um Professorin Jennifer Rupp, die einen leistungsstarken und energieeffizienten Datenspeicher für mobile elektronische Geräte entwickelt hat. Mit dem Preis zeichnet die ETH jeweils ihre innovativste und wirtschaftlich aussichtsreichste Erfindung des vergangenen Jahres aus.
Zündende Ideen mit hohem Marktpotenzial – dafür steht der «Spark Award», den die ETH Zürich jährlich für die wirtschaftlich vielversprechendste Erfindung vergibt. «Die ETH fördert unternehmerische Aktivität und den Technologietransfer mit verschiedenen Mitteln», sagte Professor Roland Siegwart, ETH-Vizepräsident für Forschung und Wirtschaftsbeziehungen. Entscheidend für den Erfolg seien aber stets brillante Forschende. «Der Spark-Award ist ein Symbol für den Erfindergeist und die Innovationskraft unserer Wissenschaftler.»
ETH-Forschende machten letztes Jahr 171 Erfindungen, von denen 103 zum Patent angemeldet wurden. Die Spezialisten von ETH transfer, der Technologietransferstelle der Hochschule, wählten fünf herausragende Patentanmeldungen aus und übergaben sie an eine siebenköpfige Jury. Diese beurteilte die Ideen anhand der Kriterien Originalität, Stärke des Patentschutzes und kommerzielles Potenzial.
Neuer Daten- und Rechenspeicher für den Transistor-Ersatz
Den Wettbewerb um die vielversprechendste Patentanmeldung gewannen dieses Jahr Jennifer Rupp, Professorin für Elektrochemische Materialien, Sebastian Schweiger und Felix Messerschmitt. Sie entwickelten ein Konzept für einen überaus leistungsfähigen und effizienten Speicherbaustein, der zu einer neuen Generation von Datenspeichern wie Flash in USB-Sticks oder von Hauptspeichern in Rechnern führen kann. Die Erfindung eignet sich insbesondere für den Einsatz in künftigen mobilen Elektronikgeräten, um die Funktionalität und Datendichte zu erhöhen. Laut den Preisträgern kann die Technologie auch dazu beitragen, dereinst Transistoren als vorherrschendes Bauelement in der Elektronik zu ersetzen und neuen Rechnerlogiken zu entwickeln.
Konkret handelt es sich bei der Erfindung um einen so genannten «memristiven» Speicher (externe SeiteVideo), wobei die Bezeichnung «memristiv» die englischen Begriffe «Memory» (Speicher) und «Resistor» (Widerstand) kombiniert. Der Baustein basiert auf der noch jungen Technik ReRAM (Resistive Random Access Memory), die Daten durch den elektrischen Widerstand des Trägermediums speichert. Bislang weisen «memristive» Speicher eine einfache Sandwichstruktur auf: zwei Metallschichten klemmen eine zentrale Oxidschicht ein. Den Erfindern um Rupp ist es nun gelungen, die Oxidschicht im Sandwich durch mehrere verspannte Oxid-Lagen zu ersetzen und so den Speicher zu «tunen». Das verkürzt nicht nur die Schreib-Lesezeiten und senkt den Energieverbrauch, sondern erhöht auch die Dichte und Lebensdauer der gespeicherten Information.
Das wirtschaftliche Potenzial der Erfindung ist gross: Experten schätzen, dass allein der über 40 Milliarden Dollar schwere Markt für Flash-Speicher in den kommenden Jahren um 7 bis 11 Prozent wachsen wird.
Aussensicht eines erfolgreichen Unternehmers
Hansjörg Wyss, ehemaliger CEO und Präsident von Synthes, beleuchtete das Thema Innovation aus der unternehmerischen Sicht. Der ETH-Alumnus, der mit dem Aufbau des Medizintechnikkonzerns Industriegeschichte schrieb, sprach über die Herausforderung, in Grossbetrieben einen fruchtbaren Boden für Erneuerung zu erhalten. «Wenn Firmen wachsen, werden sie starr», sagte Wyss. Diese Tendenz beobachtete er auch bei Synthes. Innovation lasse sich aber nicht delegieren – vielmehr brauche es die richtige Firmenkultur, die von oberster Stelle initiiert, verteidigt und gepflegt werden müsse.
Synthes stellt Implantate zur Fixierung von Knochenbrüchen her. «Einen Fünfjahresplan oder ähnliches hatte ich nie», so Wyss. Seine Strategie war einzig, die Produkte laufend zu erneuern. Was die Firma aber verkaufte, waren nicht Schienen und Knochenschrauben, sondern kontinuierlich verbesserte Behandlungslösungen für die Chirurgie. «Die enge Zusammenarbeit mit Forschungsstätten und der direkte Zugang zu Kliniken war dabei zentral», hielt er fest.
Am Schluss seiner Rede gab Wyss zu bedenken, dass der Weg von der Erfindung zum marktreifen Produkt voller Hürden sei: von der Firmengründung über Finanzierungsfragen bis hin zum Spagat zwischen Forscherdasein und Management. «Sind Sie dafür zu ängstlich», meinte er mit einem kecken Schmunzeln, «dann bleiben Sie lieber in der akademischen Forschung».
Weitere Finalisten und ihre Erfindungen
Vier weitere Forschungsgruppen qualifizierten sich für den «Spark Award 2014». Sie brachten folgende Ideen hervor:
Mikrostrukturierte Zellulose fördert Wundheilung
Mit Hilfe von Bakterien erzeugte Folien aus Zellulose haben eine Mikrostruktur auf der Oberfläche, die Wunden besser heilen lässt. Die Zelluloseschichten eignen sich als Wundpflaster oder als Deckfolien für Implantate (Prof. Dimos Poulikakos, Simone Bottan, Aldo Ferrari, Maximilian Fischer, Tobias Lendenmann). externe SeiteVideo
3D-Rekonstruktion mit Hilfe von Smartphones
Eine Software erlaubt es, Objekte mit einem gewöhnlichen Smartphone dreidimensional zu rekonstruieren. Das Scannen ist für den Benutzer sehr einfach und liefert 3D-Bilder in hoher Qualität (Prof. Marc Pollefeys, Petri Tanskanen, Lorenz Meier, Kalin Kolev). externe SeiteVideo
Freie geformte Beton-Bauelementen aus einem Guss
«Smart Dynamic Casting» heisst das neuartige Verfahren, mit dem sich individuell geformte Betonelemente effizient und ganz ohne Schalung herstellen lassen (Prof. Robert Flatt, Prof. Fabio Gramazio, Prof. Matthias Kohler, Ena Lloret Kristensen). externe SeiteVideo
Neues Protein mit antimikrobieller Wirkung
Ein aus einem Pilz isoliertes Protein wirkt gegen krankheitserregende Bakterien und ist gegenüber Hitze und Säure stabil. Anwendungsfelder sind die Medizin und die Lebensmittelherstellung (Prof. Markus Aebi, Prof. Gerhard Wider, Daniela Hofmann, Andreas Essig, Markus Künzler). externe SeiteVideo