Voxalytic – Innovation im ganz Kleinen

Voxalytic; Ulrike WallrabeUlrike Wallrabe schafft den Spagat zwischen Wissenschaft und Unternehmertum. Foto: privat

IdeenwerkBW-Schwerpunkt Frauen und Startups (4 und Schluss): Ulrike Wallrabe ist in den Männerdomänen Physik und Maschinenbau zu Hause. Sie hat bei ihrem Startup Voxalytic eine besondere Vorliebe für winzige Teilchen und die Kunst der kleinen Spulen.

„Schon in meiner Jugend war ich fasziniert von kleinen und unsichtbaren Gegenständen, angefangen von den elementaren Bausteinen der Welt, den Atomen, bis hin zur Präzision einer mechanischen Uhr.“ Ulrike Wallrabe spricht voller Leidenschaft über ihr Wirken als Wissenschaftlerin und Geschäftsfrau. Sie ist eine von noch wenigen Forschern, die auch unternehmerisch unterwegs sind. ie Professorin mit Studium der Physik und Promotion in Maschinenbau an der Universität Karlsruhe war zum richtigen Zeitpunkt am richtigen Ort.

Letztendlich führte das dazu, dass sie zusammen mit zwei Kollegen vor knapp vier Jahren ein Start-up gründete, das Mikrospulen auf einen Chip wickeln kann. Bis dato war das nicht möglich. Die Maschine, die zur Gründung von „Voxalytic“ vollends den Ausschlag gab, steht in ihrem Institut in der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, das Startup ist in Karlsruhe ansässig.

Voxalytic bedeutet Mikortechnik ohne Kompromisse

Zusammen mit ihrem Kollegen Jan Gerrit Korvink, der früher auch am Imtek forschte und heute als Professor am Karlsruher Institut für Technologie das Institut für Mikrostrukturtechnik leitet, entwickelte sie den Prozess. „Zuvor musste man sich in der Mikrotechnik mit Kompromissen behelfen. Korvink und mir ist es gelungen, Draht um einen zylindrischen Träger zu wickeln“, sagt Wallrabe.

Zum Durchbruch verhalf den beiden Wissenschaftlern der Wunsch ihres medizinischen Kollegen Jürgen Hennig. Der Medizinphysiker am Uni-Klinikum Freiburg, der Methoden für die Magnetresonanztomografie entwickelt und als einer ihrer Wegbereiter in die klinische Diagnostik gilt, kündigte einst an, Kernspintomografie an Zellen und Zellhaufen durchführen zu wollen. „Dazu braucht man Mikrospulen“, erläutert Wallrabe. Die gab es nicht. Ein EU-Projekt wurde beantragt und bewilligt. Es gab Wallrabe und Korvink den entscheidenden Impetus.

Eine Maschine hat alles verändert

Jetzt schlug auch Wallrabes große Stunde. Für das Vorhaben brauchte es eine spezielle Maschine, die viel Geld kostet. „Ich konnte gut verhandeln, weil ich einen Ruf an die TU Wien hatte. So kam es zu der Maschine, die sozusagen alles ver­ändert hat“, erinnert sie sich schmunzelnd. Die Wissenschaftlerin blieb der Universität Freiburg erhalten und kaufte einen automatischen Drahtbonder, der höchste Prozessanforderungen erfüllt und mit dem heute Mikrospulen gefertigt werden.

„Wir haben dann angefangen, für Hennig zu entwickeln und Mikrospulen für die Kernspintomografie zu machen.“ Ihr Kollege Korvink, der damals am Imtek eine Professur für Simulation hatte, ging vollkommen auf im Thema. Weltweit ist er seither einer der führenden Experten für Mikro-Kernspin. Bei ihrer Arbeit ergänz(t)en sich die beiden Forscher perfekt. Und ihre Entwicklungen blieben auf die Kernspintomografie nicht begrenzt.

Voxalytic zielt auf die chemische Analytik

„Die Kliniker machen vor allem Kernspintomografie, also Bildgebung, in Englisch MRI (Magnetic Resonance Imaging). Eine ganz große Rolle spielt Kernspin aber auch in der chemischen Analytik. Im Grunde kann man mit Kernspin Moleküle analysieren“, erklärt Wallrabe. Dieses Verfahren heißt dann NMR, Nuclear Magnetic Resonance, und liefert kein Bild, sondern eine chemische Analyse. „Mehr oder weniger zeitgleich haben Korvink und ich gesehen, dass man mit dieser Technologie der Mikrospulen tolle Forschung im Bereich NMR und MRI betreiben kann, dass sich das Wissen aber auch verkaufen lassen müsste, und zwar sowohl für NMR als auch für MRI.“ Dabei spielten Wallrabes Aktivitäten als Professorin für Mikroaktorik eine wichtige Rolle. „Wir haben Spulen gemacht. Sie sind grundlegende elektrische Bauelemente.“

Spulen als Bauelement gab es, lange bevor die Mikroelektronik aufkam. Die Krux bestand darin, dass man sie nicht ultraklein herstellen konnte. Das Limit war die Uhrenindustrie, ein Steckenpferd von Wallrabe. Diese Industrie war auch bei den Spulen weit fortgeschritten. Aber dass die gewickelte Spule auf einem Chip sitzt und dann auch noch integriert gefertigt wird, das gab es noch nicht. Bald erkannten die beiden Wissenschaftler: „Wir haben nun die Spulen für den medizinischen Kernspin entwickelt. Aber es gibt ja so viele andere Bereiche, wo es Spulen braucht.“

Bausteine für Mobiltelefone

In Freiburg machte sich Wallrabe deshalb daran zu erforschen, wie sich Mikrospulen im Bereich des Energy Harvesting oder Energy Management einsetzen lassen. „Für die Industrie 4.0 ist beides ein wichtiges Thema“, betont sie. Wallrabe nennt ein Beispiel aus der Automobilindustrie: „Wenn man im Motorraum Sensoren hat, will man nicht zu jedem Sensor ein Kabel legen. Vielmehr sollte der Sensor seine Energie aus der Vibration des Motors gewinnen (ernten = to harvest) und sein Sensorsignal dann wegfunken. Das ist typisch Industrie 4.0. Daraufhin habe ich die Mikrospulen untersucht. Und vielleicht noch interessanter: Wir haben Mikro-Transformatoren auf einen Chip gebaut.“

Beispielsweise für Mobiltelefone sei das wichtig. Deren Funktionen brauchen nämlich unterschiedliche Eingangsspannungen. Mit den Transformatoren von Wallrabe und Korvink lässt sich Spannung regulieren. „Auf der Basis unserer Erkenntnisse haben wir einfach mal gegründet“, fasst sie den Entschluss zu Voxalytic lachend zusammen. Mit der Gründung von Voxalytic wollten sie von Anfang an sowohl den medizinischen als auch den mikroelektronischen Markt adressieren.

„Mein Forschungswissen in Produkte umzusetzen und Hightech-Arbeitsplätze für die großartigen Persönlichkeiten zu schaffen, die ich als Professorin unterrichten darf“, das nennt Wallrabe ihren wahr  gewordenen Traum. Für sie wie für ihre Co-Gründer steht fest, dass sie auf keinen Fall „schnelles Geld“ machen möchten mit Voxalytic. Sie denken weder an Verkauf, noch wollen sie an die Börse. Es geht um nachhaltiges Wachstum.

Ulrike Wallrabe – Professorin und Unternehmerin
Ulrike Wallrabe studierte in Karlsruhe. Zwischen Studium und Promotion über Mikroturbinen und -motoren wechselte sie von der Physik in die Ingenieurwissenschaften.
2003 wurde Wallrabe an die Freiburger Albert-Ludwigs-Universität als Professorin für Mikro­aktorik am 1995 gegründeten Institut für Mikrosystem­technik berufen. In Deutschland ist die Universität mit ihrer Mikrotechnik führend. „Am Imtek dachte man von Anfang an groß. Hier arbeiten mehr als 20 Professoren nur an der Mikrosystemtechnik. Wir decken die gesamte Bandbreite ab. Das ist wirklich grandios“, sagt Wallrabe.
Seit knapp vier Jahren ist die Professorin und Instituts­leiterin des Imtek auch Unternehmerin. Zusammen mit Jan Korvink und Jörg Funk als gleichberech­tigten Partnern gründete sie im Juli 2014 das Start-up Voxalytic, das inzwischen drei Angestellte hat. Somit erfüllt sie im Dauerspagat drei Funktionen: Professorin, Institutsleiterin und Gründerin.

Die weiteren Folgen des Schwerpunkts erschienen am 16.4., 19.4. und 25.4.

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