14.10.2021 - Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ)

Maßgeschneiderte Röntgenstrahlen für Forschung und Entwicklung

Start-up-Zuwachs mit Förderung der IFB Hamburg

Das im April 2021 auf dem DESY-Campus in Hamburg gegründete Start-up TXproducts erhält eine Förderung der Investitions- und Förderbank Hamburg (ifb). TX steht für „Tailored X-Ray“, und das Team entwickelt Lösungen zur individuellen Anpassung von Synchrotron-Röntgenstrahlung für Experimente an Großforschungsanlagen. „Wir machen die besten Mikroskope der Welt noch besser“ lautet das Motto des jungen Unternehmens. Geführt wird es von Peter Gaal, der am Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) in Berlin die Arbeitsgruppe Röntgenoptik leitet, und seinem ehemaligen Doktoranden Daniel Schmidt, Spezialist für Nanoforschung und zeitlich hochaufgelöste Röntgen- und Lasertechnologie.

Die beiden haben ein kleines Gerät auf Basis piezoelektrischer Kristalle entwickelt – das sind Kristalle, die bei Verformung elektrische Spannung erzeugen und etwa in Handys oder auch Sensoren, z.B. zur Erkennung von Viren, stecken. Die Entwicklung der benötigten Kristalle erfolgt durch die enge Zusammenarbeit der Firma mit dem IKZ. Dieses Gerät kann die Forschung an großen Röntgenlichtquellen wie Petra III des DESY erheblich effizienter machen. Nicht größer als ein halber Schuhkarton lässt es sich recht leicht in den verschiedenen Experimentierstationen, den Beamlines, zwischenschalten und ermöglicht so den Forschern, die Zeitstruktur des Röntgenstrahls ihrem jeweiligen Experiment anzupassen. Sie können also variabel bestimmen, wie ihre Materialprobe belichtet wird, um sie zum Beispiel zu filmen, während eine chemische Reaktion stattfindet.

Das Start-up mietet nun Räume mitten auf dem Campus von DESY, im DESY Innovation Village. In diesem Gebäude sind die Innovations- und Vorgründungsprojekte untergebracht sowie absolute Neugründungen. Der Standort bietet TXproducts mehrere Vorteile: „Wir brauchen die Nähe zu einer Synchrotronstrahlungsquelle“, sagt Peter Gaal. „An PETRA III gibt es Beamlines, die unser Produkt haben wollen und uns bei der Entwicklung unterstützen.“ Hinzu komme, dass er und Schmidt sich auf dem Campus mit anderen Gründern austauschen und passende neue Mitarbeiter finden können sowie Hilfe vom DESY-Start-up Office in Unternehmensfragen erhalten. „Unser Campus bietet jungen Hightech-Start-ups ein reichhaltiges Ökosystem, in dem sie wachsen und ihre Produkte entwickeln können. Daneben ist die Anbindung an eine der brillantesten Synchrotronstrahlungsquellen der Welt, PETRA III, wichtig für ein Start-up wie TXproducts“, sagt Arik Willner, Chief Technology Officer bei DESY. Auch das IKZ ist seit kurzem durch ein JointLab mit DESY auf dem Campus präsent. „Der Standort bietet ideale Bedingungen für den Transfer unsere Forschungsergebnisse, z.B. im Bereich neuer Röntgenoptiken“, erklärt Thomas Schröder, Direktor des IKZ.

TXproducts arbeitet bereits an weiteren Produkten. Ihr aktuelles Schaltgerät WaveGate, für das sie nun einen Demonstrator entwickeln, kann die Pulsfrequenz eines Röntgenstrahls anpassen oder einzelne Pulse isoliert auf die Probe werfen. „Licht legt in einer Sekunde eine Strecke zurück, die sieben Mal um den Äquator reicht“, erklärt Daniel Schmidt. „WaveGate kann den Röntgenstrahl so schnell an- und wieder ausschalten, dass das Licht in dieser Zeit nur 30 Meter zurücklegt.“ Der nächste Schalter, an dem die Forscher arbeiten, der „PicoSwitch“ setzt noch einen drauf: Er schaltet in dieser Analogie den Röntgenstrahl binnen einer Stecknadelbreite an und aus, lässt das Licht nur für fünf bis zehn Pikosekunden (Billionstel Sekunden) passieren. Damit können Forscher Vorgänge untersuchen, die schneller ablaufen als einer der Röntgenpulse selbst lang ist. Auch dafür gibt es einen großen Bedarf in der modernen Forschung mit Röntgen- oder Laserstrahlung. Für die Startphase des Unternehmens konnten die jungen Gründer bereits jetzt eine Förderung der Investitions- und Förderbank Hamburg (IFB) einwerben.

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