Gelb ist Silber, rot ist Gold

Das Hannoveraner Start-up Particular hat eine Methode entwickelt, aus beliebigen Metallen hochreine Nanopartikel herzustellen. Sie können unter anderem als Biomarker, Katalysator oder keimtötende Beschichtung dienen.

Der Produktkatalog der Particular GmbH umfasst nur acht Seiten, doch er offeriert eine ausufernde Auswahl: Nanopartikel aus reinen Metallen wie Gold, Silber, Platin, Palladium, Ruthenium, Kupfer, Titan oder Eisen sind dort zu ordern, aus Legierungen wie Nickel-Titan oder Platin-Iridium, aus Metalloxiden, -nitriden oder -karbiden, in Partikelgrößen von 10 bis 15 oder 50 bis 70 Nanometern, wahlweise gelöst in Wasser, Aceton, Glykol, Propanol oder anderen Flüssigkeiten, in Konzentrationen von 100 oder 500 Milligramm pro Liter. Wer hinter dieser Vielfalt eine ganze Chemiefabrik vermutet, wird sich in den Räumlichkeiten des Start-ups verwundert umschauen. Particular, ein Spin-off des Laser Zentrums Hannover (LZH), besetzt dort nur zwei spartanisch eingerichtete Büros. Einen Flur weiter befindet sich die Produktionsanlage: Ein Laser von der Größe einer Tiefkühltruhe – den sich Particular allerdings mit anderen Anwendern am LZH teilen muss.

Die eigentliche Nanopartikel-Fabrik ist schnell auf- und abgebaut, denn sie passt bequem in die Tasche eines Laborkittels. Die cremedosengroße Reaktionskammer aus mattweißem Kunststoff bündelt viel vom Know-how des Start-ups. Deshalb bittet Gründer und Geschäftsführer Niko Bärsch darum, sie nicht zu fotografieren.

Ihrem Einsatz darf man jedoch auf YouTube-Videos beiwohnen: In der Mitte der flüssigkeitsgefüllten Kammer liegt ein etwa daumennagelgroßes Plättchen eines beliebigen Metalls – genau im Strahlengang eines 50 Watt starken Infrarotlasers, der mit einer Frequenz von rund 33 Kilohertz Impulse von der Dauer weniger Picosekunden (Billionstelsekunden) auf das Metall abfeuert. Dadurch schießt er Nanopartikel aus dem Feststoff heraus, die anschließend in die umgebende Trägerflüssigkeit übergehen.

Da die Infrarotstrahlen nicht sichtbar sind, sieht es aus, als würde sich das Metall auflösen wie eine Brausetablette. Schon mit dem bloßen Auge lässt sich beobachten, dass die Nanowelt ihre Eigenarten hat: Von einem Goldplättchen steigen nicht etwa goldene, sondern rötliche Farbschleier auf; Silber färbt eine Flüssigkeit nicht silbern, sondern gelblich. Die verfahrenstechnische Herausforderung besteht unter anderem darin, die Trägerflüssigkeit so am Metallplättchen vorbeizupumpen, dass die entstehenden Nanopartikel nicht den Laserstrahl vernebeln.

2010 begann das Zwei-Mann-Unternehmen mit dem Vertrieb seiner Nanopartikel. Rund 80 Kunden hat Particular seitdem beliefert, bis in die USA, nach Japan, Korea, Malaysia und Taiwan. Viele Abnehmer stammen aus der Forschung und wollen erst einmal testen, was sich mit den Nanopartikeln aus Hannover anstellen lässt. Eine der größten Bestellungen bisher stammt von Toyota. Was der japanische Autobauer mit den Teilchen vorhat – Bärsch weiß es nicht. Von den wenigsten Kunden, die Nanopartikel online bestellen, gibt es ein Feedback.

Enger ist die Zusammenarbeit mit einigen Forschungsprojekt-Partnern. So haben Bärsch und Bartke schon mit mehreren Medizintechnik-Unternehmen zusammengearbeitet, um Anwendungen für die Nanopartikel zu entwickeln. So kann beispielsweise eingebettetes Nanosilber Keime auf Katheterschläuchen abtöten. Aber auch als Farbstoff für Biomarker oder als Katalysator in der Industrie kommen die Particular-Produkte infrage.

Dass sich etwa beim Laserschweißen Nanopartikel bilden, ist schon lange bekannt – und den Anwendern eigentlich ein Dorn im Auge. Nach seinem Studium der Kunststofftechnik kam Bärsch 2001 zum LZH, um diese unerwünschten Emis- sionen genauer zu untersuchen und geeignete Filter zu konzipieren. Dabei kam ihm die Idee, aus der Not eine Tugend zu machen – nämlich per Laserabscheidung gezielt hochreine Nanopartikel herzustellen. Die Größe der Teilchen lässt sich unter anderem durch die Wellenlänge und die Pulsdauer des Laserstrahls einstellen.

Gegenüber dem herkömmlichen Herstellungsverfahren für Nanopartikel, der chemischen Synthese, hat die Lasermethode einige Vorteile. So verklumpen die Teilchen beispielsweise nicht, weil sie durch den Laserbeschuss elektrisch geladen werden und sich gegenseitig abstoßen. Das bedeutet: Sie verteilen sich besonders gleichmäßig, wenn sie etwa in einen Kunststoff eingebettet werden. Und anders als bei der chemischen Synthese sind beim Laserabtrag keine Stabilisatoren nötig, die das Endprodukt verunreinigen würden. Beide Faktoren sind speziell für Medizinprodukte wichtig.

"So ein Verfahren fehlte noch am Markt", erkannten Bärsch und sein Mitgründer Stephan Barcikowski, als bei ihnen vor etwa fünf Jahren die Idee einer Nanopartikel-Firma aufkam. Doch den Ausschlag zur Gründung 2008 gab erst der "Exist"-Gründerwettbewerb des Bundeswirtschaftsministeriums. Das Preisgeld in Höhe von 330000 Euro sicherte für die ersten eineinhalb Jahre das Gehalt für zwei bis drei Mitarbeiter. "Ohne diese Förderung hätte es keine Firma gegeben", sagt Bärsch. Als sein Mitstreiter Barcikowski eine Professur in Essen übernahm, kam Diplomingenieur Daniel Bartke ins Team.

Nicht nur technologisch, auch wirtschaftlich beschreitet die Particular GmbH neue Wege. 100.000 Euro warb die Gesellschaft Ende 2011 per sogenanntem Crowdfunding ein. Über die Plattform "Innovestment" versteigerte es als erstes deutsches Start-up Gewinnanteile an private Investoren. 66 Anleger hatten für diese Anteile geboten, 25 kamen zum Zug. Im Oktober 2012 kürte der Deutsche Verband Nanotechnologie Particular zum "Newcomer des Jahres".

Im Team ist Bärsch für das Geschäftliche zuständig, Bartke für die Produktion. Für Bärsch bedeutete das einen Rollenwechsel – schließlich ist der promovierte Ingenieur selbst ein Mann der Forschung. "Ich hatte aber ohnehin keine Lust mehr, dauernd im Labor zu stehen", sagt Bärsch. "Heute mache ich andere Arbeiten als früher, aber es macht Spaß." Selbst wenn er, wie am Vortag, von neun bis Mitternacht arbeitet, nur unterbrochen von zwei Fahrten und zwei Essen. Potenzielle Kunden sind schwer zu erreichen – speziell dann, wenn sie schon länger mit Nanopartikeln arbeiten und dafür feste Lieferanten haben. Sie sind zudem quer durch alle Branchen verteilt: Biotech, Medizintechnik, Chemie, Automobil – in jede dieser Branchen muss sich das Zwei-Mann-Team einarbeiten. "Die großen Chemiekonzerne fragen zum Beispiel gern mal: Was kosten hundert Kilogramm?", sagt Bärsch. Da muss das Start-up passen – es produziert bisher eher im Milligramm-Bereich.

Künftig wollen Bärsch und Bartke deshalb ihre Produktion preisgünstiger machen – etwa indem das Metall nicht mehr in Form von Plättchen einzeln in die Prozesskammer eingelegt, sondern als Draht kontinuierlich zugeführt wird. Außerdem haben sie den US-Chemikalienhändler Strem als Vertriebspartner gewonnen. Da die reinen Materialkosten kaum ins Gewicht fallen, bietet Particular alle Nanopartikel zum Einheitspreis an – ein Liter mit einem Nanopartikel-Gehalt von 100 Milligramm kostet 1440 Euro, egal ob Platin, Eisen oder Kupfer. Nicht nur chemisch gesehen herrschen in der Nanowelt eben andere Gesetze. (grh)