Materialforschung – Szenario 2015

Mai 2015: Michel Louis ist Professor für organische Nanomaterialien und hat seit seiner Emeritierung viel Zeit für sein Hobby. Er erklärt den Tischnachbarn in seinem Pariser Stammcafé die Faszination von Werkstoffen.

Wissen Sie, ich war ja mehr als 40 Jahre in der Materialforschung. So richtig los ging es in den 90er Jahren des vorigen Jahrhunderts mit der Entdeckung der Fullerene. Mon Dieu, das war wirklich eine neue Form der Materie: Fußbälle aus reinem Kohlenstoff, natürlich hundertmillionenfach kleiner. Das Zeug faszinierte eine ganze Generation von Chemikern. Nachdem es einem deutschen Astrophysiker, der eigentlich künstlichen interstellaren Staub herstellen wollte, gelungen war, diese Moleküle erstmals in größeren Mengen herzustellen, stürzten sich ganze Lehrstühle darauf. Das war aber erst der Anfang, denn kurz darauf entdeckte ein Japaner die Nanoröhren. Das sind winzige Zylinder aus Kohlenstoff, quasi eingerollter Graphit. Bald hatten die Nanoröhren den Fullerenen den Rang abgelaufen, weil mit ihnen viel leichter interessante Anwendungen möglich waren. Garçon, bitte einen Pastis, ja?

Sehen Sie den Mann mit dem Notebook am Nebentisch? Das ultraflache Display beruht auf Nanoröhren, die wie Grashalme auf einer Wiese angeordnet sind. Jede dieser etwa 1 nm dünnen Röhren regt mit einem Elektronenstrahl ein Pixel des Bildschirms an. Hätten Sie nicht gedacht, was? Ein Nanometer, das ist ein Milliardstel Meter! Aber die Nanoröhren sind nicht das einzige neue Material, das in den vergangenen 20 Jahren entdeckt wurde. Können Sie sich noch an früher erinnern, als man minutenlang warten musste, bis ein Computer hochgefahren war? Nein – dafür sind Sie zu jung. Aber es war so. Hat das immer gedauert, ça alors! Heute drückt man seinen Zeigefinger zur Identifikation auf einen Einschaltsensor und das Notebook ist sofort da, n´est-ce pas? Das machen die magnetischen Permanentspeicherchips. Der Rechner merkt sich genau, in welchem Zustand er war, als die Stromzufuhr unterbrochen wurde. Sie müssen auch keinen Rechner mehr runterfahren, was manchmal sogar länger dauerte als das Einschalten.

Wissen Sie, das eigentlich Fantastische an diesen neuen Materialien ist, dass sie allgegenwärtig, aber trotzdem unsichtbar sind. Das Handy, mit dem die hübsche Frau da drüben gerade telefoniert, es wird von einer Mini-Brennstoffzelle mit Strom versorgt. Da ist auch eine Menge Nanotechnik drin. Darüber machen sich die jungen Leute heute gar keine Gedanken mehr, wenn sie einmal alle zwei Wochen eine Methanol-Patrone ins Handy reinstecken. Wir mussten früher immer ein Ladegerät mitschleppen.

Überhaupt ist vieles leichter geworden. Dort, das Rad des Kurierfahrers: Fast alle Teile bestehen aus nanostrukturierten Metallschäumen. Das wiegt fast nichts, kann ich Ihnen sagen. Sieht man aber von außen nicht. Die Idee der Nanostrukturierung ist ja bestechend. Habe ich damals mitentwickelt. Die tragenden Eigenschaften eines Materials ändern sich nicht, wenn man etwa die Hälfte aller Atome weglässt – aber es muss die richtige Hälfte sein!

Da haben wir viel von der Natur abgeschaut. Ein Knochen ist ja auch sehr leicht und trotzdem stabil. Apropos Knochen, der Mann, der dort am Stock geht: Ich wette mit Ihnen, dass er eine künstliche Hüfte hat. Aber das ist heute kein Problem mehr. Mit den neuen Materialien halten die Teile eine Ewigkeit und sind absolut bioverträglich. Würde ich mir auch einsetzen lassen, wenn es bei mir mal so weit ist!

Und das Beste an den neuen Implantaten ist, dass sie sich mit der Zeit der Beanspruchung anpassen. Das nenne ich intelligentes Material. Finden Sie übrigens auch in Autos. Glauben Sie nicht? Dann überlegen Sie mal, warum Fahrzeuge der Oberklasse innen so leise sind. Sie fahren keine Oberklasse? Na, dann sag' ich's Ihnen. Die sind so leise, weil im Autodach eine adaptive Matte aus Piezofasern steckt. Diese Fasern sind eigentlich aus einer Keramik und dehnen sich aus oder ziehen sich zusammen, wenn man eine elektrische Spannung anlegt. Damit kann man Vibrationen dämpfen. Ein Sensor misst die Innengeräusche, und ein elektronisches Regelsystem stimuliert die Fasern so, dass unerwünschte Frequenzen neutralisiert werden – natürlich nicht die Musik des Radios. Faszinierend, n´est-ce pas?

Sie wollen einmal ein neues Material sehen, das auffällt? Voilà, dann drehen Sie sich mal um. Hier die Werbefläche und dort drinnen, die Beleuchtung im Café. Das sind alles Leuchtdioden. Noch vor zehn Jahren wäre es unvorstellbar teuer gewesen, einen ganzen Raum damit auszuleuchten. Heute wird's langsam eng für die gute alte Glühbirne. Diese LED sind einfach unschlagbar. Halten ewig, können beliebige Farben annehmen und brauchen kaum Strom. Tja, das nenn' ich eine technische Revolution. Garçon, bitte zahlen. Also dann, machen Sie's gut. War nett, mit Ihnen zu plaudern. Au revoir, ma chère.

Norbert Aschenbrenner

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