Die slowenische Forscherin Teja Potočnik hat eine Plattform entwickelt, um Nanomaterialien in die Herstellung von Mikrochips zu integrieren, den Energieverbrauch zu senken und die steigende Umweltbelastung von Rechenzentren zu bekämpfen.
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Rechenzentren bilden das Rückgrat der digitalen Welt, verursachen jedoch erhebliche Umweltauswirkungen. Weltweit verbrauchen sie schätzungsweise 460 Terawattstunden (TWh) Strom pro Jahr, was dem Energiebedarf von 153 Millionen Haushalten entspricht. Ohne Gegenmaßnahmen könnte ihr CO₂-Fußabdruck bis 2025 auf 3,2 % der globalen Emissionen ansteigen. Die 26-jährige slowenische Forscherin Teja Potočnik will das ändern.
Ihre Erfindung – eine automatisierte Plattform zur Integration von Nanomaterialien – optimiert die Herstellung fortschrittlicher Halbleiterbauelemente, auch bekannt als Chips. Diese fortschrittlichen Chips wiederum treiben die Server und die Hardware an, die heutige Rechenzentren betreiben. Indem ihre Innovation die Produktion energieeffizienterer Chips ermöglicht, trägt sie direkt dazu bei, den massiven Energieverbrauch von Rechenzentren weltweit zu senken.
„Das Problem, das wir lösen, ist die ständig steigende Nachfrage nach schnelleren, effizienteren und leistungsfähigeren Mikrochips. Dies liegt am Bedarf von Nutzern aus den Bereichen KI, Quantencomputing und Datenspeicherung“, erklärt Potočnik. „Unsere Erfindung kann helfen, energieeffizientere Chips mit Nanomaterialien herzustellen, was enorme Energieeinsparungen möglich macht.“
Dieses bahnbrechende Projekt hat ihr einen Platz unter den ausgewählten Innovatoren eingebracht, die beim Young Inventors Prize 2025 des Europäischen Patentamts ausgezeichnet wurden.
Nanotechnologie in industrielle Werkzeuge verwandeln
Da die Chips immer kleiner und leistungsfähiger werden, greifen Hersteller auf Materialien wie Graphen, Kohlenstoff-Nanoröhren und Quantenpunkte zurück, um die Leistungsfähigkeit zu steigern. Doch obwohl diese Nanomaterialien enormes Potenzial besitzen, bleibt ihre Integration im großen Maßstab eine große Herausforderung.
Potočniks Erfindung, LithoTag, löst dieses Problem. Durch das Einbetten von Nanometer-Markern in Halbleiter-Wafer ermöglicht die Plattform eine präzise Ausrichtung und Integration von Nanomaterialien mit hoher Wiederholbarkeit. Dies schließt die Kluft zwischen Laborforschung und industrieller Fertigung.
„Die Industrie legt Wert auf Zuverlässigkeit, Reproduzierbarkeit und Integration in die Fertigungsprozesse“, sagt sie. „Egal wie gut eine Technologie ist, sie hat wenig Wert, wenn sie nicht skaliert werden kann.“
Von Slowenien nach Cambridge und darüber hinaus
Potočnik stammt ursprünglich aus Slowenien und zog für das Studium der Materialwissenschaften und -technik nach Großbritannien, wo sie nach eigenen Worten ihre Begeisterung für Nanomaterialien entdeckte.
Während sie ihre Doktorarbeit über Nanofabrikation an der Universität Cambridge schrieb, gründete Potočnik das Start-up Nanomation mit. Mit Unterstützung von Cambridge Enterprise meldeten sie und ihr Team ein Patent an und begannen, kommerzielle Partnerschaften mit Chipherstellern zu erkunden.
Doch es geht nicht nur um das Geschäft: Potočniks Arbeit unterstützt direkt das 9. Ziel der UN für nachhaltige Entwicklung – Industrie, Innovation und Infrastruktur – indem sie die Skalierbarkeit nachhaltiger Mikroelektronik verbessert. Dies könnte zu energieeffizienteren Verbrauchergeräten und Rechenzentrumsinfrastrukturen führen, mit weitreichenden Vorteilen für die Umwelt.
Eine Entdeckung zur gängigen Praxis machen
Für die Zukunft sieht Potočnik ihre Technologie als Standard in der Herstellung fortschrittlicher Elektronik. „Der eigentliche Vorteil unserer Technologie besteht darin, dass sie auf jedes Material und jede Art von elektronischem Design angewendet werden kann. Wir hoffen daher wirklich, der Industriestandard bei der Integration von Nanomaterialien in fortschrittliche Schaltkreise zu werden“, erklärt sie.
Über das Labor hinaus hofft die junge slowenische Innovatorin, dass ihre Geschichte andere dazu ermutigt, mutige, skalierbare Ideen zu verfolgen, die einen Unterschied machen können.
„Allen Erfindern, die darüber nachdenken, ihre neue Idee zu verwirklichen, würde ich raten, offen und mutig zu sein“, rät Potočnik.