Mit Elektronenkanonen gegen China-Lieferflauten
Fraunhofer Dresden konstruiert neue Generation hybrider Bioreaktoren
Dresden, 15. Oktober 2025. Um Europa weniger abhängig von strategischen Materialzulieferungen aus China zu machen sowie die Impfstoff-Entwicklung und Kreislaufwirtschaft in Deutschland anzukurbeln, arbeitet Fraunhofer Dresden derzeit an einer neuen Generation von Bioreaktoren mit eingebauten Niederenergie-Elektronenstrahlkanonen.
Diese kompakten Geräte sollen besonders effizient Saatgut, Tierfutter und Medizinprodukte sterilisieren, Pharma-Anfälle unschädlich machen, zudem Zellgewebe, Bergbau-Bakterien und Mikroalgen zu Höchstleistungen stimulieren – und dies ganz ohne umwelt- und gesundheitsschädliche Chemikalien, sondern mit niedrig dosierten Teilchenströmen. Die hybriden technologischen Konzepte dahinter hat nun Forschungsleiterin Prof. Simone Schopf vom Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmaphysik (FEP) Dresden vorgestellt.
Niederenergie-Strahlen sollen Zellen auf Trab bringen
„Wir verfolgen dabei ein hybrides Konzept, indem wir Bioreaktoren mit Low-Energy Electron Irradiation-Quellen verbinden“, erklärte Schopf in einem Impulsreferat zur Dünnschichttech-Konferenz „V2025“ im Internationalen Kongresszentrum Dresden. Dies ermögliche besonders preiswerte und platzsparende Lösungen, die auch für kleine, junge Biotech-Firmen erschwinglich sein sollen. Und es handelt sich um eine vergleichsweise nachhaltige Lösung, da die Elektronenstrahlen zwar Zellen stimulieren oder biologische Reste deaktivieren können, aber keine Gewebeschäden an Mensch, Tier und Pflanzen anrichten wie etwa harte Strahlen oder Laugen.
Vom Saatgut-Entkeimer zum Bio-Bergbau
Bereits seit geraumer Zeit testet das Dresdner FEP gemeinsam mit landwirtschaftlichen Betrieben die Entkeimung von Saatgut mit niederenergetischen Elektronenstrahlen. Der nächste Schritt ist nun die Integration dieser Mini-E-Kanonen in Bioreaktoren – und neue Anwendungsszenarien in der Zell-Stimulation. Dazu gehört ein innovativer Ansatz, um Kupfer, Nickel und andere wertvolle Metalle mit Bakterienhilfe aus Schrott und aus eigentlich erschöpft geglaubten Erzadern und -halden herauszusaugen. In diesen biogeotechnologischen Prozessen wirken die Mikroorganismen als Bio-Katalysatoren, die durch Elektronenbeschuss einen deutlichen Ausbeute-Schub bekommen. Schopf hält das neue Fraunhofer-Verfahren aus Sachsen besonders vielversprechend fürs Metall-Recycling und für niedrigkonzentrierte Erze, die sich mit klassischen metallurgischen Verfahren nicht gewinnbringend ausbeuten lassen.
Erschließt Europa (wieder) eigene Quellen für strategische Rohstoffe?
Hintergrund sind Lieferengpässe und steigende Preise für Seltenen Erden, ausgewählte Beschichtungsmetalle und andere Rohstoffe, für die Deutschland entweder nie eigenen Quellen hatte oder den Bergbau dafür aus Kosten- und Ausbeutegründen aufgegeben hatte. Seither bezieht die deutsche Industrie diese strategisch wichtigen Metalle aus China und anderen außereuropäischen Ländern. Doch die verlangen inzwischen immer höherer Preise oder benutzen sie als Faustpfand in Handelskriegen, die zumeist die USA oder die Europäer selbst angefangen haben. Daher dringen sowohl die EU und der Bund wie auch besonders betroffene Unternehmen darauf, alte Quellen in Europa wiederzubeleben, den Verbrauch der strategischen Materialien zum Beispiel durch Dünnschicht-Technologien zu mindern oder viel mehr Sekundärrohstoffe als bisher durch bessere Recycling-Methoden wiederzugewinnen. Ein Beispiel unter vielen ist das Freiberger Halbleiterunternehmen „FCM“, das eben diese Pfade nun sehr aktiv verfolgt, um sich den Gallium-Nachschub für die eigene Produktion zu sichern.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: Referat S. Schopf auf der V2025, Oiger-Archiv, Wikipedia
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