28.07.2009 - 31.10.2009

2. Aufruf

im Rahmen der Fördermaßnahme "Werkstofftechnologien von morgen - Wissenschaftliche Vorprojekte in Werkstoff- und Nanotechnologien" im Rahmen des WING-Programms des Bundesministeriums für Bildung und Forschung

Graphene

Am 20.05.2008 hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung die Rahmenbekanntmachung "Wissenschaftliche Vorprojekte in Werkstoff- und Nanotechnologien" veröffentlicht.

Die Rahmenbekanntmachung zielt auf viel versprechende Ansätze in der Werkstoffforschung, die noch nicht den notwendigen Reifegrad aufweisen, um sie in einen industriellen Maßstab zu überführen. Die Arbeiten sollen die wissenschaftlichen Grundlagen für eine spätere industrielle Anwendung klären. Außerdem wird der Aufbau eines Patentportfolios mit dem Ziel der späteren wirtschaftlichen Verwertung in Deutschland angestrebt. Es sollen so die Voraussetzungen für eine nachfolgende industriegeführte FuE-Phase mit entsprechender industrieller Umsetzung im Rahmen einer Fördermaßnahme geschaffen werden.

Im Fokus der Fördermaßnahme stehen werkstoffwissenschaftliche Themen, die folgenden Kriterien genügen müssen:

• Dem Thema wird durch die Industrie hohes Anwendungspotenzial bescheinigt.
• Das Thema ist der reinen erkenntnisorientierten Grundlagenforschung entwachsen; es bestehen aber offene wissenschaftliche Fragen, die bislang ein stärkeres Engagement der Industrie verhindern.
• Das Thema ist in Deutschland durch hervorragende, international ausgewiesene Arbeitsgruppen besetzt.

Die Voraussetzungen für eine Förderung und die Kriterien für die Auswahl von Projekten sind in der Rahmenbekanntmachung beschrieben.

Im Rahmen des zweiten Aufrufs können Projektvorschläge zum folgenden Schwerpunktthema eingereicht werden:

Graphene

Graphene sind flächige Monolagen des Graphits, die aus sp2-hybridisiertem Kohlenstoffatomen bestehen und in einer honigwabenförmigen Struktur angeordnet sind.
2004 gelang es erstmals Flocken aus Graphen zu präparieren und experimentell zu untersuchen, obgleich es schon seit Jahrzehnten theoretische Überlegungen zu dieser Modifikation des Kohlenstoffs gab.

Graphen ist entlang seiner flächigen Ausdehnungsrichtung außerordentlich fest. Die Steifigkeit entlang der Basalebenen des Graphits erreicht mit etwa 1020 GPa fast die Werte von Diamant. Darüber hinaus weist Graphen hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeiten auf.

Aus technologischer Sicht ist insbesondere die hohe Beweglichkeit der Ladungsträger innerhalb des Graphengitters interessant. Für schnelle elektronische Bauelementen in der Hochfrequenztechnik ist daher Graphen ein potenzielles Material. Neben der Elektronik ist auch der Einsatz von Graphen in anderen Anwendungsbereichen, wie u. a. Katalyse, Sensorik und Kondensatoren sowie Batterien denkbar. Schließlich könnten dünne Filme aus Graphen als transparente, elektrisch leitende Beschichtungen für Flüssigkristall-Anzeigen und Solarzellen dienen. Mit seinem großen Aspektverhältnis von Oberfläche zu Volumen sollte es sich ferner als Verstärkungsmaterial in Verbundwerkstoffen eignen.

Seine außerordentlichen physikalischen und elektronischen Eigenschaften machen Graphen somit für viele technische Anwendungen interessant. In der Praxis kommen jedoch die theoretisch vorausgesagten oder in aufwendigen Laborexperimenten gemessenen Eigenschaften kaum zum Tragen, da u. a. Verunreinigungen oder Wechselwirkungen mit dem Substrat sich negativ auswirken oder die Graphen-Schichten nicht genügend isoliert vorliegen.
Ferner setzen einige technologische Anwendungen eine Synthese von großflächigen Graphenschichten voraus, die auch in einem industriellen Maßstab überführbar ist.

Gefördert werden unter Beachtung der Kriterien der Rahmenbekanntmachung daher FuE-Themen zu Graphen, die folgende Punkte abdecken:

• Verbesserung bestehender Herstellungswege und Entwicklung neuer Synthesewege für großflächige und/oder fehlerlose Graphenschichten;
• Verständnis der Wechselwirkungen von Graphen mit Substraten sowie deren Ansteuerung bzw. Anpassung zur Verbesserung der Graphen-Eigenschaften unter technischen Bedingungen;
• Funktionalisierung und Integration von Graphenen für neue Anwendungen.

Nicht gefördert werden FuE-Fragestellungen zur Mikroelektronik, da diese Gegenstand einer Förderaktivität der DFG sind.

Verbundstruktur

Gefördert werden Institutsverbünde aus Forschungseinrichtungen, die ein arbeitsteiliges und multidisziplinäres Zusammenwirken erfordern. Einzelvorhaben werden nicht berücksichtigt.

Die Projekte sollten auf in der Regel maximal 2 Jahre ausgelegt sein, in begründeten Ausnahmefällen können bis 3 Jahre beantragt werden. Die Höhe der Zuwendung pro Vorhaben richtet sich im Rahmen der verfügbaren Mittel nach den Erfordernissen des beantragten Projekts. Sie soll in der Regel 200.000 € pro Einrichtung und Jahr nicht überschreiten. Investitionen werden nur in geringem Umfang in begründeten Ausnahmefällen zugelassen.

Um die Anwendungsorientierung während der Projektdurchführung zu gewährleisten, ist die Begleitung durch einen industriellen Beirat bei der Antragstellung und während der Projektdurchführung zwingend erforderlich. Die Mitglieder des Industriebeirates sollen ernsthafte Verwertungsabsichten haben und eigene Investitionen in FuE im Erfolgsfall des wissenschaftlichen Vorprojektes planen. Dazu muss der Industriebeirat sowohl in der Definition der relevanten FuE-Arbeiten als auch in die kontinuierliche Bewertung der Ergebnisse eingebunden sein. Insbesondere ist die Beteiligung kleiner und mittelständischer Unternehmen in den Industriebeiräten ein Ziel der Maßnahme. Die Beteilung der Unternehmen am Industriebeirat sollte durch eine entsprechende Absichtserklärung dokumentiert werden.

Verfahren

Mit der Abwicklung des 2. Aufrufs der Rahmenbekanntmachung zum Thema Graphene hat das BMBF den folgenden Projektträger beauftragt:

Projektträger Jülich (PtJ) - Geschäftsbereich NMT
Forschungszentrum Jülich GmbH
52425 Jülich

Ansprechpartner: Dr. Carsten Wadewitz  (Tel. 02461/61-3564; E-Mail: c.wadewitz@fz-juelich.de)

Weitere Informationen: www.fz-juelich.de/ptj/wvm

Das Förderverfahren ist, wie in der Rahmenbekanntmachung beschrieben, zweistufig. In der ersten Stufe ist zunächst bis zum 31.10.2009 beim zuständigen Projektträger eine Projektskizze in Schriftform und auf einem Datenträger - unter Nutzung des elektronischen Antragssystems "easy" für Skizzen - auf dem Postweg vorzulegen. Eine Projektskizze (incl. Anlagen, Schriftgrad 12) sollte max. 15 DIN A4-Seiten umfassen. Der Koordinator eines Institutsverbundes reicht die Projektskizze für alle Verbundpartner mit einer gemeinsam von allen Partnern ausgearbeiteten, beurteilungsfähigen Vorhabensbeschreibung ein.

Die Vorlagefrist gilt nicht als Ausschlussfrist. Verspätet eingehende Projektskizzen können aber möglicherweise nicht mehr berücksichtigt werden. Eingänge per Fax oder E-Mail werden nicht akzeptiert.

Die Verbundprojektskizze soll wie folgt gegliedert werden:

1. Ziele
2. • Gesamtziel des Vorhabens (auf maximal einer Seite)
   • Bezug des Vorhabens zu dieser Bekanntmachung
   • industrielle und gesellschaftliche Relevanz
   • wissenschaftliche und technische Arbeitsziele des Vorhabens
3. Stand der Wissenschaft und Technik, bisherige Arbeiten
4. • internationaler Stand von Wissenschaft und Technik einschließlich bestehender Schutzrechte
   • bisherige Arbeiten und Qualifikation der Verbundpartner
   • Abgrenzung zu bereits geförderten FuE-Initiativen u. a. des BMBF, BMWi, der DFG
5. Beschreibung des Arbeitsplanes
6. • besonders innovative wissenschaftlich-technische Arbeitsschritte
   • Meilensteine mit Evaluierungskriterien
   • Arbeitsteilung der Projektpartner/Projektstruktur/ggf. Zusammenarbeit mit Dritten
7. Verwertung der FuE-Ergebnisse und Aspekte der Nachhaltigkeit
8. • Erfolgsaussichten, Marktpotenzial, Verwertungsstrategie
   • Einbindung von Industriepartnern/Industriebeirat
9. Notwendigkeit der Zuwendung
10. • wissenschaftlich-technisches und wirtschaftliches Risiko mit Begründung der Notwendigkeit staatlicher Förderung
    • Kostenstruktur jedes Partners (aufgeschlüsselt nach Personal- und Sachkosten)

Es wird empfohlen, vor Einreichung der Unterlagen mit dem beauftragten Projektträger Kontakt aufzunehmen. Aus der Vorlage der Vorhabensbeschreibung können keine Rechtsansprüche auf eine Förderung abgeleitet werden.