Fraunhofer FEP: Beschichtungsverfahren für Filtermembranen

Das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP hat im europäischen Forschungsprojekt Convert2Green gemeinsam mit dem Start-up CNM Technologies GmbH eine neuartige Filtertechnik entwickelt. Kern der Technologie ist eine nur wenige Nanometer dicke, stark vernetzte Polymerschicht aus Carbon Nanomembranen (CNM). Die besondere Struktur dieser Membran lässt Wassermoleküle passieren, während gelöste Ionen, organische Stoffe und andere Moleküle nahezu vollständig zurückgehalten werden. Im Labormaßstab wurde gegenüber konventionellen Osmosemembranen eine mindestens fünffach verbesserte Rückhaltung von Kochsalz bei gleichem Wasserfluss nachgewiesen. Die CNM-Verbundmembranen eignen sich unter anderem zur schonenden Konzentration wässriger Lösungen in der Lebensmittelindustrie sowie zur Bereitstellung von Reinstwasser mittels Niederdruck-Umkehrosmose.

Elektronenstrahlvernetzung und Rolle-zu-Rolle-Beschichtung

Ein wichtiger Meilenstein war die erstmalige Implementierung sämtlicher Herstellungsschritte – von der Abscheidung einer moleküldünnen Schicht bis zu deren Vernetzung mittels Elektronenstrahl – in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Damit gelang es dem Fraunhofer FEP, die Herstellung der neuartigen Membranen aus dem Labormaßstab in eine industriell relevante Prozessumgebung zu überführen. Dies ist ein entscheidender Fortschritt auf dem Weg zur wirtschaftlichen Skalierung der Beschichtungstechnologie. In einem weiteren Entwicklungsschritt optimierten die Forscher das Verfahren durch die Integration zusätzlicher Metallschichten. Dadurch gelang die Herstellung ultradünner Metallfolien mit einer Dicke von wenigen zehn Nanometern, die neue Anwendungsmöglichkeiten insbesondere in der miniaturisierten Optik und Sensorik eröffnen. Das im Frühjahr 2026 abgeschlossene Projekt Convert2Green wurde im Rahmen von Horizon Europe gefördert und umfasste 18 Partner aus neun Ländern. Die Technologie wird auf der Konferenz Pro Flex 2027 vom 25. bis 26. Mai 2027 in Dresden vorgestellt.