Zwei Jungforscher werden zu Produktentwicklern

Zwei junge Empa-Forscher erhalten je ein «Empa Entrepreneur Fellowship», um auf der Grundlage ihrer Forschung innovative Produkte zu entwickeln. Abdessalem Aribia forscht an umweltfreundlichen und sicheren Batterien, während Subas Scheibler sich mit Nanopartikel für die Krebstherapie befasst.

Das «Empa Entrepreneur Fellowship» wird an Forscherinnen und Forscher der Empa vergeben, die auf der Grundlage ihrer Forschung ein Start-up gründen wollen. Dieses Jahr werden gleich zwei junge Wissenschaftler durch ein solches Stipendium unterstützt. Ein Jahr lang entwickeln sie nun ihre Forschungsresultate zu hochinnovativen Produkten weiter.

Kurze Ladezeit, lange Lebensdauer

Das erste «Entrepreneur Fellowship» erhält Abdessalem Aribia. Im Rahmen seines Doktorats bei Ayodhya N. Tiwari, Professor an der ETH Zürich und Leiter des Empa-Labors für Dünnfilme und Photovoltaik, und unter der Betreuung von Yaroslav Romanyuk, Gruppenleiter innerhalb des Labors, arbeitete er an einer Feststoffbatterie auf Lithiummetallbasis, die einige wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Akkus bringt.

Aribia und sein Partner Moritz Futscher, Postdoc im Labor für Dünnfilme und Photovoltaik, entwickeln sogenannte Dünnschichtfestkörperbatterien. Zwar sind solche Batterien keine neue Erfindung. Die Forscher haben indes ein neues Verfahren entwickelt, die nur wenige Mikrometer dicken Zellen zu grösseren und leistungsfähigeren Batterien zu stapeln. Ausserdem haben sie ihre Batterien erstmals mit der hochpräzisen Methode der Vakuumbeschichtung hergestellt. Giftige Lösungsmittel, wie sie in der traditionellen Batterieherstellung anfallen, braucht es in diesem Prozess nicht.

Doch die neue Batterie kann nicht nur eine bessere Ökobilanz vorweisen, sie ist auch um ein vielfaches langlebiger und kann sehr schnell aufgeladen werden. Ausserdem ist sie nicht brennbar und somit deutlich sicherer als herkömmliche Lithiumionen-Akkus. «Unsere Batterie könnte man in der Mitte durchschneiden. Das einzige, was dann passieren würde, ist, dass man eine nur noch halb so gute Batterie hat», sagt Aribia.

Als mögliche Anwendungen für ihre Batterie sehen Aribia und Futscher hochentwickelte Geräte wie Roboter, Drohnen und Satelliten, aber auch Gebrauchselektronik wie Smartwatches. Im Fellowship-Jahr geht es nun für Aribia vor allem darum, die Batterie zu skalieren. «Eine fünf Zentimeter grosse Batterie mit zwei bis drei Schichten könnte bereits in ersten Geräten eingesetzt werden», so Aribia.

Eigentlich hatte der Jungforscher nie das Ziel, ein Start-up zu gründen. «Ich glaube aber fest daran, dass dieses Produkt einen echten Mehrwert bringen kann», sagt er. Seit er das Fellowship erhalten hat, hat er bereits mehrere Kurse und Coachings zur Unternehmensgründung absolviert.

Winzige Magnete für die Krebstherapie

Ein weiteres «Entrepreneur Fellowship» geht in diesem Jahr an Subas Scheibler. Er arbeitet in den Empa-Labors «Magnetic and Functional Thin Films» in Dübendorf und «Particles Biology Interactions» in St. Gallen sowie im «Nanoparticle Systems Engineering Lab» an der ETH Zürich. Seine Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Schnittstelle dieser Disziplinen, insbesondere auf magnetische Dünnschichten als Grundlage für die Herstellung von Nanopartikeln und deren Anwendungen in der Biomedizin.

Die Nanopartikel werden für die Hyperthermie-Behandlung benötigt, bei der Tumore mithilfe von applizierten Nanopartikeln und einem Magnetfeld auf bis zu 45 Grad erhitzt werden und dadurch absterben. Dadurch können auch schwer zugängliche Tumore im Körperinneren sowie stark verzweigte Gewächse wie bei Glioblastom-Tumoren im Gehirn effektiv therapiert werden.

Scheibler, der derzeit seine Dissertation an der Empa und der ETH Zürich abschliesst, möchte innovative Anwendungen in der Krebsbehandlung vorantreiben. Das Fellowship hat er erhalten, um eine industrielle Herstellung von magnetischen Nanopartikeln über Dünnschichtverfahren zu erreichen. «Wichtige Schritte in Richtung klinischer Anwendung dieser neuartigen Technologie sind nun unter anderem, dass wir die Möglichkeit einer industriellen Produktion und die Verträglichkeit der Nanopartikel für gesunde Zellen aufzeigen», erklärt Empa-Forscher Scheibler.

Bereits 2021 gewann der Jungforscher den «Pitching-Contest» im «Business Concept Kurs» der Innosuisse. Gemeinsam mit seinen Mentorinnen und Mentoren sowie mit Industriepartnern wird er nun auf die Gründung eines Start-ups hinarbeiten.