Deutscher Zukunftspreis., © Ansgar Pudenz/Deutscher Zukunftspreis/obs/Symbolbild

Zukunftspreis: E-Mobilität, Krebstherapie und Zellforschung

Alle Zeichen stehen auf Elektromobilität. Doch viele zögern – und fragen sich: Wie soll das mit dem Laden gehen, wenn man es eilig hat? Ein Forscherteam aus Baden-Württemberg hat hierfür eine mögliche Lösung gefunden.

Mit dem System lasse sich eine gängige Fahrzeugbatterie mit 100 Kilowattstunden Kapazität binnen 15 Minuten zu 80 Prozent mit Energie füllen, berichteten die Forscher der Firma ads-tec Energy und des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme am Mittwoch im Deutschen Museum in München. Sie sind mit ihrem Projekt für den Deutschen Zukunftspreis nominiert, den Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier am 26. Oktober in Berlin verleiht.

Im Rennen sind dieses Jahr auch eine verbesserte Bestrahlungsmethode für Krebspatienten und eine neue Mikroskoptechnik. Alle Projekte sind im Einsatz: Die Marktreife ist Voraussetzung für die Preisvergabe.

Die Baden-Württemberger Entwickler haben in ihrem Ladesystem für E-Autos ein Bündel innovativer Techniken zusammengefasst. Ihre ChargeBox umfasst einen integrierten Batteriespeicher, der 140 Kilowattstunden Energie aufnehmen kann, einen leistungsstarken Stromwandler sowie eine daran angepasste Kühleinheit.

An dem rund anderthalb Quadratmeter großen System lassen sich zwei Elektroautos gleichzeitig laden. Dabei ist eine im Vergleich zu herkömmlichen Stationen hohe Ladeleistung von je 160 Kilowatt möglich. Wird nur eine Ladesäule genutzt, sind es bis 320 Kilowatt. Die Firma ads-tec Energy hat die ChargeBox 2020 in die Serienproduktion überführt, gut 1000 Einheiten wurden ausgeliefert.

Eine verbesserte Bestrahlungsmethode, die speziell bei Lungenkrebspatienten die Heilungschancen erhöhen soll, haben die Brainlab AG in München und das Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf entwickelt. Gerade bei Lungenkrebs ist die Bestrahlung kompliziert, da sich der Tumor beim Atmen ständig bewegt. Die neue Technologie ermögliche, die Patientenposition während der Strahlenbehandlung exakt zu erfassen und Veränderungen durch ein Nachführen der Bestrahlung auf den betroffenen Bereich exakt auszugleichen, erläuterte das Forscherteam. Dadurch werde treffsicherer als bisher das Krebsgewebe attackiert, weniger gesundes Gewebe nehme Schaden.

Das System kombiniert zwei Röntgensysteme, einen Steuercomputer samt Spezialsoftware und eine Trackingkamera. Die Bewegungen des Patienten bei der Behandlung werden dabei mit einer Oberflächenkamera kombiniert mit einem Wärmesensor erfasst. Um die Technik verwenden zu können, müssen Kliniken ihre Bestrahlungsanlagen nicht ersetzen. Sie lasse sich mit vorhandenen Systemen kombinieren, hieß es.

Mehr Möglichkeiten in der Zellforschung – auch hier kann es um Krebs gehen – bietet die neue Mikroskop-Technik der Firma Carl Zeiss Microscopy in Jena. Bei der bisherigen Fluoreszenzmikroskopie wird eine mit Biomarker präparierte Probe – Zellen oder Mikroorganismen – mit Laserlicht bestrahlt. Das Licht regt die Biomarker-Moleküle zum Leuchten an, sichtbar werden biologische Vorgänge. Die Methode brachte detailreiche Informationen über Zellen oder Organismen – die sie aber durch das Laserlicht zugleich beeinflusste oder schädigte.

Die neue Technik soll empfindliche lebende Proben davor schützen. Bei der sogenannten Gitter-Lichtblatt-Mikroskopie wird unter anderem nur ein Teil der Probe beleuchtet, die so weniger Schaden nimmt. Dazu trägt auch eine andere Stellung der Mikroskop-Objektive zueinander bei. Um die Proben auf üblichen Glasträgern oder Petrischalen betrachten zu können, kreierten die Wissenschaftler zudem ein System, das Bildfehler aufgrund einer Verzerrung durch das Glas korrigiert.

Das System eröffne neue Perspektiven für eine langdauernde Beobachtung lebender Zellen – und damit für die Forschung in Biologie, Medizin und Pharmakologie, erläuterten die Forscher. Es gehe etwa um die Beobachtung von Krebszellen, aber auch den Malaria-Erreger – und daraus möglicherweise neue Ansätze zur Heilung.

2021 ging der Deutsche Zukunftspreis an die Biontech-Gründer Özlem Türeci und Uğur Şahin für ihre Forschung an der mRNA-Technik und die Entwicklung des Corona-Impfstoffs. Der Preis ist mit 250.000 Euro dotiert und gehört zu den bedeutendsten Wissenschaftspreisen in Deutschland. Schon die Nominierung gilt als hohe Auszeichnung.