Winzlinge mit grosser Wirkung

Kreuzlingen – Nanotechnologie durchdringt mittlerweile alle Bereiche unseres Lebens. Egal ob in Lebensmitteln, Medizin oder Kleidung, überall werden die kleinsten Teilchen mit verblüffenden Effekten hinzugefügt. Viel gelernt hat der Mensch dabei von der Natur.

Prof. Dr. Markus Niederberger macht Nanopartikel sichtbar. (Bild: ek)

Drei gemeinsame Professuren sowie das Biotechnologie Institut und das Thurgauer Wirtschaftsinstitut verbinden den Kanton Thurgau mit der Universität Konstanz. Grundstein für diese erfolgreiche Zusammenarbeit ist die seit 1997 stattfindende Kooperationsveranstaltung, wie die Thurgauer Regierungspräsidentin Carmen Haag mit ihren einleitenden Worten feststellte.
Die 20. grenzüberschreitende Ausgabe ging ins Detail: Nanopartikel standen im Zentrum und wurden von zwei Referenten unter die Lupe genommen. Wie klein diese Teilchen von einem Millionstel Millimeter Grösse sind, versuchte Prof. Dr. Markus Niederberger vom Departement Materialwissenschaft an der ETH Zürich zu veranschaulichen. So hat ein Haar einen Durchmesser von 75000 Nanometern. Mit blossem Auge sehen Nanopartikel aus wie ein Pulver, erst unter dem Elektronenmikroskop zeigen sie ihre wahre Grösse. Mit solch kleinen Teilchen experimentiert Niederberger und stellt verblüffende Effekte fest. So verändern sich ab einer gewissen Grösse die Eigenschaften von Materialien: Gold fängt an, Rot zu schimmern, der Weissmacher Titandyoxid wird durchsichtig. Zusammen mit seiner Forschungsgruppe an der ETH versucht Niederberger, neue Effekte zu entdecken und damit biegbare Batterien herzustellen oder CO₂ aus der Luft zu filtern. Unseren Alltag haben die Nanopartikel aber schon längst durchdrungen: An Autopneus sorgen Russpartikel für Rutschfestigkeit, beim Essen sorgt Silicium dafür, dass das Aromat nicht verklumpt.
Die Natur macht sich die speziellen Eigenschaften der winzigen Teile schon lange zu Nutze, wie Prof. Dr. Helmut Cölfen von der Universität Konstanz aufzeigte. Eine Muschelschale ist 3000 Mal bruchfester als der Kalk, aus dem sie besteht. Möglich machen das ganz viele kleine Kalkplättchen, welche auf der Nanoebene durch Chitin verbunden sind. So entsteht ein festes Material, welches dennoch nicht brüchig ist. «Ein Prinzip, welches sich durch viele biologische Strukturen zieht», erklärt Cölfen und verwies auf menschliche Knochen. An der Uni Konstanz versucht seine Forschungsgruppe nun, diesen Strukturaufbau auf Zement zu übertragen. Gelänge dies, stünde der Menscheit plötzlich ein Material zur Verfügung, das fest wie Stahl, aber leicht wie Beton wäre. Emil Keller