Nanoscribe

Die 2007 gegründete Nanoscribe ist das erste Unternehmen, das 3D-Drucksysteme auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation entwickelt, produziert und auf den Markt gebracht hat. Das Unternehmen ist weltweit Markt- und Technologieführer für den 3D-Druck im Nano- und Mikrometerbereich und produziert die am höchsten auflösenden 3D-Drucker, was eine additive Fertigung auf der Submikrometerskala ermöglicht.

Nanoscribe GmbH & Co. KG
Rechtsform	GmbH & Co. KG
Gründung	2007
Sitz	Eggenstein-Leopoldshafen, Deutschland
Leitung	Martin Hermatschweiler Lars Tritschler
Mitarbeiterzahl	Über 100 (2023)
Umsatz	15,8 Millionen Euro (2020)
Branche	Industrielle Fertigung, 3D-Druck, Mikrofabrikation, Fotolithografie
Website	www.nanoscribe.com

Die Technologie öffnet den Weg für neue Forschungsmethoden und Anwendungen, z. B. in der Photonik, Mikrooptik, Medizin- und Kommunikationstechnik, die mit herkömmlichen Methoden zuvor nicht realisierbar waren.

Mehr als 4000 Anwender in mehr als 30 Ländern setzen heute 3D-Drucker von Nanoscribe für die Grundlagenforschung und die angewandte Forschung ein, auch an nahezu allen Spitzenuniversitäten, so beispielsweise auch an der Harvard University, dem Massachusetts Institute of Technology (MIT), dem California Institute of Technology, der University of Oxford sowie dem Imperial College London und der ETH Zürich.

Geschichte

Gründerjahre und Expansion

Das Unternehmen wurde 2007 von Martin Hermatschweiler, Michael Thiel, Georg von Freymann und Martin Wegener als erstes Spin-off des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gegründet. Das Unternehmen Carl ZEISS erwarb im September 2008 Anteile an dem Unternehmen.

Im Jahr 2018 eröffnete Nanoscribe eine Tochtergesellschaft in Shanghai, China, und in 2019 eine Tochtergesellschaft in Boston, USA. Im Januar 2020 bezog Nanoscribe seinen Hauptsitz im ZEISS Innovation Hub vor dem Campus Nord des KIT. Seit Mai 2021 gehört Nanoscribe zur Cellink, heute BICO Group AB.

Im September 2023 hat das Unternehmen weltweit über 100 Mitarbeiter.

Entwicklung der Produkte

Das erste 3D-Laserlithografiesystem wurde im Juni 2008 ausgeliefert. Im Jahr 2013 stellte das Unternehmen den weltweit schnellsten 3D-Drucker für die Nano- und Mikrostrukturierung vor; erstmals wird in einem kommerziellen 3D-Drucker für die Mikrofabrikation ein Galvanometerspiegelsystem eingesetzt, was die Druckgeschwindigkeit um typischerweise den Faktor 100 beschleunigt.

2019 stellte Nanoscribe das neue Produkt Quantum X vor, als weltweit erstes Zwei-Photonen-Graustufen-Lithographie-System.

Im Dezember 2021 präsentierten Nanoscribe und Cellink, ein Schwesterunternehmen innerhalb der BICO-Gruppe, gemeinsam den neuen Quantum X bio, einen 3D-Bioprinter mit Submikrometerauflösung für den Druck von Biomaterialien, biokompatiblen Materialien und von mit lebenden Zellen angereicherten Druckmaterialien.

Im Januar 2022 führte das Unternehmen den Quantum X align ein, als weltweit ersten 3D-Drucker mit einer automatisch mit Nanometerpräzision ausgerichteten 3D-Mikrofabrikation auf komplexen Substraten wie optische Fasern und photonische Chips.

Technologie

Die von Nanoscribe entwickelten Technologien basieren auf der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP), die physikalisch auf der Zwei-Photonen-Absorption beruht.

Zwei-Photonen-Polymerisation

Die Idee der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) besteht darin, ein UV-härtbares Photopolymer zu verwenden, es jedoch mit Licht geringerer Energie aus dem nahen Infrarot (NIR) zu belichten. Deshalb sind jeweils mindestens zwei Photonen gleichzeitig erforderlich, um an einem bestimmten Punkt im Photopolymer-Volumen den chemischen Aushärtungsprozess mit genügend Energie aktivieren zu können. Dies erfordert eine hohe Lichtintensität, was über gepulstes Licht von Femtosekundenlasern nur im Laserfokus erreicht wird. Dadurch können Strukturen mit einer etwa 100-fach höheren Präzision gedruckt werden als mit 3D-Drucktechnologien, die auf der Ein-Photonen-Absorption beruhen.

Zwei-Photonen-Graustufen-Lithografie

Die von Nanoscribe patentierte Zwei-Photonen-Graustufen-Lithographie (eng. Two-Photon Grayscale Lithography, 2GL®) kombiniert die Belichtungsdosisvariation der Ein-Photonen-Graustufen-Lithographie mit der Submikrometerauflösung und Designfreiheit der Zwei-Photonen-Polymerisation. Bei 2GL kann die Belichtungsdosis während des Laserscanvorgangs moduliert und damit die Größe jedes einzelnen Voxels in Echtzeit variiert werden. Somit reduziert sich die Zahl der erforderlichen Laserscandurchgänge drastisch und entsprechend auch die Druckzeit.

Anwendungsbereiche

In mehr als 1400 von Experten begutachteten wissenschaftlichen Publikationen werden die fundamental auf Nanoscribe-Systemen basierenden Forschungsergebnisse veröffentlicht. Die Suche mit Google Scholar liefert hier ca. 2400 Publikationen mit Verweis auf Nanoscribe-Systeme.

Auszeichnungen

• 2022: Prism Awards Finalist – der 3D-Drucker Quantum X align ist Finalist in der Kategorie 'Manufacturing & Test' des Prism Award, verliehen von SPIE, der internationalen Gesellschaft für Optik und Photonik und Photonics Media
• 2019: LASER Innovation Award – unter 1.300 Mitbewerbern geht der erste Preis an Nanoscribe Quantum X
• 2018: Landespreis für junge Unternehmen – Nanoscribe erhält den 1. Platz des Landespreises für junge Unternehmen
• 2018: Technologietransferpreis 2017/2018 der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (DPG) – Nanoscribe, das KIT Innovations- und Relationsmanagement und das KIT Institut für Nanotechnologie werden gemeinsam ausgezeichnet für den erfolgreichen Transfer wissenschaftlicher Forschung in ein kommerzielles Produkt
• 2015: Deutscher Gründerpreis Finalist – Nanoscribe ist mit ihrem Hochgeschwindigkeits-3D Druckern für den Mikrobereich Finalist in der Kategorie Aufsteiger
• 2014: Prism Award for Photonics Innovation – der 3D-Drucker Photonic Professional GT wird von SPIE, der internationalen Gesellschaft für Optik und Photonik, und Photonics Media in der Kategorie "Advanced Manufacturing" ausgezeichnet
• 2011: CyberChampions Award – Ausgründung aus Universität/Forschungseinrichtung
• 2008: Otto-Haxel-Preis des “Freundeskreis des Forschungszentrums Karlsruhe e.V.” für die Gründung der Nanoscribe GmbH

Weblinks

• Webseite des Unternehmens

Einzelnachweise

1. Ada-Ioana Bunea, Nuria del Castillo Iniesta, Ariadni Droumpali, Alexandre Emmanuel Wetzel, Einstom Engay, Rafael Taboryski: Micro 3D Printing by Two-Photon Polymerization: Configurations and Parameters for the Nanoscribe System. In: Micro. Band 1, Nr. 2, Dezember 2021, ISSN 2673-8023, S. 164–180, doi:10.3390/micro1020013 (mdpi.com [abgerufen am 21. September 2023]). 
2. Stefanie Enge: Nanoscribe: Weltmarktführer im Mikrometerbereich. In: techtag. 7. März 2016, abgerufen am 21. September 2023 (deutsch). 
3. 3Druck.com: Nanoscribe präsentiert neue Quantum X-Produktlinie auf der Formnext 2021. 9. November 2021, abgerufen am 21. September 2023. 
4. Mit dem Mikroroboter unterwegs im Körper – DW – 01.06.2017. Abgerufen am 21. September 2023. 
5. Michael Molitch-Hou: Light-Based Computing Era Enabled With 3D Printed Microoptics. Abgerufen am 21. September 2023 (englisch). 
6. Karlsruher Institut fuer Technologie: KIT - Das KIT - Medien - Presseinformationen - Archiv Presseinformationen - Nanoscribe gewinnt 1. Preis beim baden-württembergischen Landespreis für junge Unternehmen. 15. Februar 2023, abgerufen am 21. September 2023 (deutsch). 
7. Unternehmensprofil. In: Nanoscribe. Nanoscribe GmbH & Co. KG, abgerufen am 21. September 2023. 
8. Half of the Top 10 Universities in the World Already use Nanoscribe’s 3D Printers - Additive Manufacturing (AM). Abgerufen am 21. September 2023. 
9. 2018 Fallbeispiele: Nanoscribe. 18. Dezember 2018, abgerufen am 21. September 2023. 
10. Zeiss Invests in Nanoscribe. Abgerufen am 21. September 2023. 
11. Gail Overton: Nanoscribe opens office in China to expand 3D nanoprinting business. 31. August 2018, abgerufen am 21. September 2023. 
12. Nanoscribe expands its worldwide presence. Abgerufen am 21. September 2023. 
13. Zeiss Innovation Hub: Wo Wissenschaft und Wirtschaft aufeinandertreffen. 8. Februar 2021, abgerufen am 21. September 2023. 
14. CELLINK Acquires Nanoscribe, Visikol. Abgerufen am 21. September 2023. 
15. Karriere. In: Nanoscribe. Nanoscribe GmbH & Co. KG, abgerufen am 21. September 2023. 
16. Carl Zeiss Acquired Startup Nanoscribe. In: Optik & Photonik. Nr. 4. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Dezember 2008, S. 4 (wiley-vch.de [PDF]). 
17. Helmholtz Association of German Research Centres: 3D printing on the micrometer scale. Abgerufen am 21. September 2023 (englisch). 
18. Tess Boissonneault: Quantum X: Nanoscribe launches first two-photon grayscale lithography system. 24. Juni 2019, abgerufen am 21. September 2023 (amerikanisches Englisch). 
19. Kubi Sertoglu: CELLINK and Nanoscribe announce new jointly-developed Quantum X bio 3D printer. 15. Dezember 2021, abgerufen am 21. September 2023 (amerikanisches Englisch). 
20. Nanoscribe and CELLINK join forces to release the Quantum X bio. 16. Dezember 2021, abgerufen am 18. Oktober 2023 (englisch). 
21. Live Cell Encapsulation: BIO INX Launches New Material. Abgerufen am 18. Oktober 2023. 
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24. Hong-Bo Sun, Satoshi Kawata: Two-Photon Photopolymerization and 3D Lithographic Microfabrication. In: NMR 3D Analysis Photopolymerization. Band 170. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2006, ISBN 978-3-540-20510-4, S. 169–273, doi:10.1007/b94405 (springer.com [abgerufen am 21. September 2023]). 
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30. Deutsche Physikalische Gesellschaft vergibt Technologietransferpreis an Karlsruher Einrichtungen. Abgerufen am 21. September 2023. 
31. Jakob Knabel: Nanoscribe ist Finalist beim Deutschen Gründerpreis. 26. Mai 2015, abgerufen am 21. September 2023. 
32. Karlsruher Institut fuer Technologie: KIT - Das KIT - Medien - Presseinformationen - Archiv Presseinformationen - RESTUBE gewinnt Deutschen Gründerpreis. 15. Februar 2023, abgerufen am 21. September 2023 (deutsch). 
33. 2014 Prism Awards Recognize Photonics Innovation. Abgerufen am 21. September 2023. 
34. Karlsruher Institut fuer Technologie: KIT - Das KIT - Medien - News. 15. Februar 2023, abgerufen am 21. September 2023 (deutsch). 
35. Karlsruher Institut fuer Technologie: KIT - Das KIT - Medien - Presseinformationen - Archiv Presseinformationen - Mehr unternehmerische Freiheiten und Wettbewerb. 12. Juli 2020, abgerufen am 21. September 2023 (deutsch).