Synchrone Quantenkommunikation, neue Gas-Sensorik und schnellere Erkennung von Antibiotikaresistenzen
Die Hugo-Geiger-Preise 2025 für die besten Doktorarbeiten in angewandter Forschung gehen an drei Nachwuchsforschende aus Jena und Freiburg.
Mit dem Preis zeichnen das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und die Fraunhofer-Gesellschaft gemeinsam innovative Lösungsansätze von Promovierenden aus, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut entstanden sind. Die Hugo-Geiger-Preis 2025 wurden am 18. März 2026 in München verliehen, der bayerische Wirtschaftsstaatssekretär Tobias Gotthardt überreichte die Auszeichnungen im Rahmen des Fraunhofer-Netzwert-Symposiums im Beisein des Präsidenten der Fraunhofer-Gesellschaft, Holger Hanselka.
Für sein neuartiges Synchronisationsverfahren, das in Quantenkommunikationsnetzen Anwendung findet, erhielt Christopher Spiess den ersten Platz. Das von ihm entwickelte Verfahren kommt ohne zusätzliche Synchronisationslaser oder teure Atomuhren aus und eröffnet Anwendungsmöglichkeiten, die weit über die Quantenkommunikation hinausreichen.
Das Besondere daran: Das Verfahren nutzt einzelne Photonen, also Lichtteilchen, die in diesen Netzen ohnehin zur Informationsübertragung eingesetzt werden, als Taktgeber. Zusätzliche Synchronisationsmuster, separate Laser oder hochstabile und kostspielige Atomuhren sind dafür nicht nötig. Gleichzeitig erreicht die Methode eine höhere Genauigkeit und Stabilität als bisherige Technologien. Vor eineinhalb Jahren erhielt er für seine Dissertation bereits den Applied Photonics Award 2024, einen Nachwuchsförderpreis organisiert durch das Fraunhofer IOF.
Applied Photonics Award 2024
Kompakte Quelle für extremes UV
Erhöhte Konzentrationen von Kohlenstoffdioxid und Stickstoffoxid beeinträchtigen unser Wohlbefinden und können unsere Gesundheit schädigen – oft ohne, dass wir es bemerken. Ein Verfahren für ein flächendeckendes, kostengünstiges und verlässliches Monitoring solcher Spurengase hat Christian Weber am Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM in Freiburg entwickelt. Es basiert auf einem alten Messprinzip und legt den Grundstein für eine neue Generation kompakter, energieeffizienter Gassensoren, die CO2 und NO2 schon in kleinsten Konzentrationen zuverlässig und zu einem Bruchteil der bisherigen Kosten detektieren. Möglich wird dies durch den photoakustischen Effekt: Licht erzeugt Schall, dessen Intensität präzise Auskunft über die Gaskonzentration gibt. Der Forscher entwickelte sowohl einen kleinen, energiesparenden und wartungsarmen CO2-Sensor etwa zur Raumluftüberwachung als auch einen neuartigen NO2-Sensor, der dank einer patentierten Methode besonders niedrige Nachweisgrenzen erreicht und robust gegenüber äußeren Einflüssen bleibt. Ob in Innenräumen, Tunneln, Tiefgaragen, aber auch bei der Narkosegasüberwachung in der Medizin oder bei der Suche von Methan- oder Kältemittel-Leckagen: Die Sensoren punkten dort, wo bislang große, teure und stromhungrige Messgeräte an ihre Grenzen kommen. So fand Webers Innovation bereits Eingang in über zehn Industrieprojekte, er erhielt den 2. Platz.
Antibiotikaresistenzen gehören zu den größten Herausforderungen unseres Gesundheitssystems. Oft werden sie zu spät erkannt. Anne-Sophie Munser vom Fraunhofer-Institut für Optik und Feinmechanik IOF hat eine Messmethode aus der Photonik auf die Zellbiologie übertragen und erhielt dafür den 3. Platz. Damit lassen sich schädliche Bakterien und die Wirksamkeit von Antibiotika erheblich schneller zu identifizieren als mit bisherigen Verfahren. Durch die winkelaufgelöste Streulichtanalyse gelingt es ihr, selbst wenige Zellen von Mikroorganismen ohne zeitaufwändige Kultivierung sichtbar zu machen. Die Technologie erkennt selbst einzelne Zellen in Sekundenbruchteilen, sodass Bakterien und deren Resistenzen bereits innerhalb von rund drei Stunden identifiziert werden können – deutlich schneller als mit klassischen Diagnostikverfahren, die oft viele Stunden oder Tage benötigen. Das Prinzip der Messmethode: Gestreutes Licht korreliert stark mit den strukturellen Eigenschaften des beleuchteten Objekts. So ergibt sich eine charakteristische Lichtverteilung, die beispielsweise die Oberflächenrauheit und Zellstruktur bis in den Nanometerbereich offenbart und Auskunft über Typ und Aggregationsverhalten gibt. Die Forscherin legt mit ihrer Entwicklung den Grundstein für kompakte Hochdurchsatzsysteme – bis hin zu Lab-on-a-Chip-Lösungen – die tausende Proben in kürzester Zeit prüfen können. Damit leistet Dr. Anne-Sophie Munser einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung antibiotikaresistenter Keime. Die Methode eignet sich nicht nur für eine schnellere und präzise Diagnostik in Medizin und Infektionsbiologie, sondern auch für die Lebensmittel- sowie Trinkwasserüberwachung.
Am 26. März 1949 wurde unter der Schirmherrschaft des Staatssekretärs Hugo Geiger im Bayerischen Wirtschaftsministerium die Fraunhofer-Gesellschaft gegründet. Aus Anlass ihres 50-jährigen Bestehens rief das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie den Hugo-Geiger-Preis für wissenschaftlichen Nachwuchs ins Leben. Der Preis wird jährlich an drei Forschende für hervorragende, anwendungsorientierte Promotionsarbeiten vergeben, die in Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut angefertigt wurden. Die Einzelpreise sind mit 5000, 3000 und 2000 Euro dotiert. Die Einreichungen bewertet eine Jury mit Vertretern aus Forschung und Wirtschaft. Kriterien der Beurteilung sind wissenschaftliche Qualität, wirtschaftliche Relevanz, Neuartigkeit und Interdisziplinarität der Ansätze. [FhG / FhIOF / dre]
