Optika és fotonika: A KIT magas technológiai központja

Csúcstechnológiai kutatás az optikában és a fotonikában speciális tisztaterekre van szükség az érzékeny alkatrészek számára. (Fotó: Sandra Göttisheim, KIT) / Cutting-edge research in optics and photonics needs special clean rooms for sensitive components. (Photo: Sandra Göttisheim, KIT)

Az új KCOP-ban 2026-tól körülbelül 2000 négyzetméter rendkívül modern tisztatér és laboratóriumi terület áll majd a kutatók rendelkezésére. (Kép: Nickl & Partner) / Az új KCOP-ban 2026-tól körülbelül 2000 négyzetméter rendkívül modern tisztatér és laboratóriumi terület áll majd a kutatók rendelkezésére. (Kép: Nickl & Partner)

A Karlsruhei Optika és Fotónika Központ (KCOP) kialakulóban van. A Karlsruhei Műszaki Egyetem (KIT) új, csúcstechnológiás központjában a jövőben kutatócsoportok dolgoznak majd olyan témákon, amelyek a fényt vagy fotonokat sokféle alkalmazásban használják. Ide tartozik például a rendkívül hatékony fotovoltaika, 6G kommunikáció és optikai hálózatok, új típusú kvantorszenzorok és szupervezető detektorok, valamint extrém gyors 3D képalkotás és nagy felbontású mikroszkópia az élet tudományai számára. A 56 millió eurós épület átadása 2026 elejére várható.

„A tudomány inspiráló helyekre van szükség, mint például a KCOP, ahol a szakértelem, kiválóság és kiváló laboratóriumi felszerelés, valamint a tudományágakat áthidaló együttműködés találkozik” – mondta Oliver Kraft professzor, a KIT kutatásért felelős alelnöke a hétfői, az új épület alapkőletételi ünnepségén (2023. december 1.). „Így könnyebben alakulhatnak ki szinergiák, ötletek és innovációk, amelyek végső soron fontos hozzájárulást nyújthatnak Németország technológiai és digitális szuverenitásához.”

A optika és fotónika kulcsfontosságú technológiák a modern társadalmunkban. Legyen szó üvegszálról, fotovoltaikáról, érzékelőkről, mikroszkópokról, mikrochipekről vagy nanomaterialokról, mindegyik az fényhasználathoz kapcsolódik. „Technológiáink alapvető részei az energiaátmenetnek, digitalizációnak és hálózatépítésnek, valamint az iparban és a tudományban végzett adatgyűjtésnek” – összegzi Christian Koos, a KIT Fotónika és Kvantumelektronika Intézetének, valamint a Mikrostrukturális Technológia Intézetének professzora, továbbá a KCOP tudományos vezetője (egyenként betűkkel, németül kiejtve).

2000 négyzetméter tisztatér és laboratóriumi terület

Az élvonalbeli kutatáshoz ezen területeken kiváló laboratóriumi körülmények és felszerelés szükséges, hangsúlyozza Koos. Nemcsak a szükséges eszközök nagyon speciálisak, hanem a helyiségek is különleges követelményeket kell, hogy kielégítsenek – egészíti ki Hahn Lothár, a KCOP projektmenedzsere: „Például tisztatérre van szükség, vagyis olyan helyiségekre, ahol nagyon kevés részecske van. Ennek fontosságát egy összehasonlítás szemlélteti: egy emberi hajszál kb. 20-szor vastagabb, mint egyik alkatrészünk. Minden részecske tönkretenné az alkatrészeinket.” Ezeknek a keretfeltételeknek a fenntartása azonban költséges. Jelenleg a KIT különböző intézeteinél kisebb, részben elavult tisztaterek állnak rendelkezésre. A KCOP új mércét kíván állítani és szinergiákat kihasználni. „A kutatócsoportok 2026-tól egy nemzetközileg kiemelkedő technológiai platformot vehetnek igénybe, mintegy 2000 négyzetméter tisztatérrel és laboratóriumi területtel, valamint eszközkészlettel, amely közös használat révén hatékonyabban működtethető” – mondja Koos. Mivel Európában csak kevés helyen lehet úgy tanulni optikát és fotonikát, mint Karlsruhéban, a KIT a KCOP-kal még vonzóbbá válik a kutatók, hallgatók és ipari partnerek számára.

Interdiszciplináris dinamika, fenntartható épület

Különösen érdeklődésre tart számot számára, hogy a KCOP-on különböző szakterületek kutatói találkozhatnak és cserélhetnek tapasztalatokat egy közös tető alatt: „A KCOP új, interdiszciplináris dinamizmust fog szítani” – mondja Koos. A technológiai központ elsősorban a KIT intézményeinek rendelkezésére áll, de külső kutatócsoportok is dolgozhatnak majd ott. A tervezett témakörök a megújuló energiáktól kezdve az új kommunikációs technológiákon és kvantoralkatrészeken át az élet tudományaihoz, a nanoszintű digitális gyártáshoz és egyedi anyagokhoz terjednek.

A Helmholtz közösség mintegy 50 millió euróval támogatja az építkezést, további hat millió euró a KIT-től származik. A kivitelezés eddig idő- és költségterv szerint halad. A tervezés során külön figyelmet fordítottak arra, hogy elérje a szövetségi Minisztérium „Fenntartható Építés Értékelőrendszere” (BNB) ezüst szintjét – hangsúlyozza Hahn Lothár. Különleges intézkedések közé tartozik például az épület magas szigetelése, rendkívül hatékony hővisszanyerés, valamint újrahasznosított anyagok és környezetbarát építőanyagok alkalmazása. Egy másik nagy kísérlet hővisszanyerése az épület fűtésére a helyszínhez közeli másik létesítményből származó hőenergia hasznosítása.

„A KIT, mint »A Helmholtz Közösség Kutatási Egyeteme«, tudást terjeszt és közvetít a társadalom és a környezet számára. Célja, hogy hozzájáruljon a globális kihívásokhoz az energia, mobilitás és információ területein. Körülbelül 9800 munkatárssal dolgozik, széles tudományterületi alapon, a természettudományok, mérnöki, közgazdasági, valamint bölcsészettudományi és társadalomtudományi szakterületeken. 22 300 hallgatóját kutatásorientált egyetemi képzéssel készíti fel felelősségteljes feladatokra a társadalomban, a gazdaságban és a tudományban. A KIT innovációs tevékenysége összeköti a felismerést és a gyakorlati alkalmazást, társadalmi hasznot, gazdasági jólétet és a természeti életfeltételek megőrzését szolgálva. A KIT Németország egyik kiválósági egyeteme.