D-Stuttgart | Das Zukunftscluster „QSens - Quantensensoren der Zukunft“ erforscht ultraempfindliche Sensoren, die in der Medizin ganz neue Möglichkeiten eröffnen: schnellere Ergebnisse in der Medikamententwicklung, präzisere Diagnostik und effektivere Rehabilitation.
Sensoren spielen in der Medizin eine entscheidende Rolle bei der Blutanalyse, bei bildgebenden Verfahren wie der Magnetresonanztomografie (MRT) und der Untersuchung von Hirnströmen. Quantensensoren können die Sensor-Leistungen wesentlich steigern. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Zukunftscluster „QSens – Quantensensoren der Zukunft“ erforscht diese Sensoren: sie bestehen aus winzigen künstlichen Diamanten, in die spezielle Stickstoff-Fehlstellen (NV-Zellen) eingebaut sind. Dadurch messen sie Magnetfelder, elektrische Felder, Bewegung und Rotation viel präziser und weniger störanfällig. Im Zukunftscluster „QSens“ sind die Universitäten Stuttgart und Ulm, drei Forschungsinstitute und 17 Industriepartner vereinigt, u.a. die Firmen Bosch, Ottobock und Boehringer Ingelheim.
Das Cluster umfasst sechs Projekte aus unterschiedlichen Bereichen, zwei Vorhaben konzentrieren sich auf medizinische Anwendungen. Eine Plattform soll Synergien zwischen den Partnern fördern und kleinen und mittleren Unternehmen den Zugang zu Laboren für die eigene Forschung erleichtern. Das Zukunftscluster wurde in der ersten Phase ab 2021 mit 15 Mio. Euro gefördert; die zweite Förderphase wurde im August 2024 bewilligt und wird sich mit vier Projekten stärker auf biomedizinische Anwendungen konzentrieren.
Im Medizinbereich untersuchen zwei QSens-Projekte, wie Quantensensoren tiefere Einblicke in biologische Prozesse ermöglichen: QHMI entwickelt Quantensensoren, die die Hirnaktivität präzise messen; damit ergeben sich ganz neue Möglichkeiten in der Rehabilitation und der Feinmotorik von Prothesen. Bei QMED geht es um die medizinische Diagnostik und darum, wie Quantensensoren z.B. die MRT oder Blutuntersuchungen verbessern können. Quantensensoren können selbst kleinste Moleküle präzise erfassen. Die Pharmaindustrie kann damit schneller nach neuen Wirkstoffen suchen und die Qualität synthetischer Moleküle verlässlich prüfen. Ein weiterer Ansatz ist die Messung freier Radikale, die mit verschiedenen Krankheiten in Verbindung stehen. Wenn man diese Radikale im Blut frühzeitig erfassen kann, ist das ein großer Fortschritt in der Krebsfrüherkennung. Auch bildgebende Verfahren werden dank der Quantentechnologie präziser: das Ulmer Unternehmen NVision Imaging Technologies will ein entsprechendes Gerät zur Verbesserung von MRT-Systemen für die präklinische Anwendung auf den Markt bringen.
Momentan sind die Quantensensoren noch sehr teuer, das lohnt für viele Anwendungen nicht. In der zweiten Förderphase sollen die entwickelten Technologien zur Marktreife gebracht werden und sich im Preis reduzieren.
Weitere Information: Homepage QSens
(Quelle: Universität Stuttgart)