Intelligente Keramik und andere erstaunliche Dinge

Präsentiert auf einer Schau anlässlich der „Stadt der Wissenschaft 2006“ in Dresden

Präsentationszelt im Dresdner HauptbahnhofDresdner Forschungsinstitute präsentierten moderne Technologien u.a. auch auf einer Schau im Hauptbahnhof (Bild 1) – viele Besucher umlagerten die Stände und ließen sich von den Wissenschaftlern Wirkungsweise und Ergebnisse erklären. Einige der Exponate sollen hier näher vorgestellt werden.
Besonderes Augenmerk legten die Wissenschaftler auf die ständig neuen Anwendungsmöglichkeiten keramischer Werkstoffe sowie auf die Nanotechnologie. Mit Titanoxid beschichtete GlasplatteSo bewirkt z.B. eine Beschichtung von Glasplatten mit einer Schicht von Titandioxid-Nanoteilchen, dass die Oberfläche extrem hydrophil, also benetzbar, wird (Bild 2). Das erleichtert nicht nur die Reinigung der Glassplatte, an der das Wasser Schmutzpartikel unmittelbar und ohne die Anwendung von Detergentien abtransportieren kann. Man erzielt damit sogar auch eine antibakterielle Wirkung: Dabei werden organische Moleküle durch photokatalytische Aufspaltung des Wassers, wobei aggressive Radikale entstehen, zersetzt. Eines der Hauptanwendungsgebiete sind Rückspiegel für Kraftfahrzeuge; es werden aber auch selbstreinigende bzw. antimikrobiell wirkende Kacheln hergestellt. Im Bild sieht man deutlich, wie gut benetzbar eine so beschichtete Glasplatte ist – im Gegensatz dazu bilden sich auf der unbehandelten Platte (links im Bild) die typischen Rinnsale.
Bügeleisensohle aus Keramik mit aufgedampftem HeizelementEine Anwendung keramischer Werkstoffe hat auch für den häuslichen Gebrauch Bedeutung. Jedem ist bekannt, wie bald eine Bügeleisen-Sohle durch Kratzer und anhaftende verschmorte Teilchen unansehnlich und wenig brauchbar wird. Eine Sohle aus Keramik (Bild 3) ist wesentlich härter und schmutzabweisender als eine Stahlsohle. Außerdem spart sie auch bis zu 20 % Energie, da die Wärme durch aufgedampfte Schichten in dem recht dünnen Bauteil unmittelbar und nicht wie üblich durch Heizelemente erzeugt wird.
Ceranherd mit temperatursensitiver Kochplatte Mit „intelligenter“ Keramik lässt sich auch der Ceran-Kochherd noch weiter verbessern (Bild 4). Hier ermittelt die keramische Kochplatte auch noch die Temperatur des Gargutes und ermöglicht, durch Temperatur-Vorwahl ein zu starkes Erhitzen oder Überkochen zu vermeiden. Dabei wird die Temperatur der Kochplatte stufenlos geregelt, im Gegensatz zu der bisher üblichen Verfahrensweise der Zweipunktregelung, bei der nur die Einschaltzeiten der Heizplatte verändert werden.
Was hat die Nanotechnologie mit Zahnschmerzen zu tun? Forscher vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden fanden heraus, dass Nanoteilchen von Apatit unter dem Einfluss von Gelatine spontan und auf ungewöhnliche Art auskristallisieren. Das führte zu der Idee, dies auf die „Reparatur“ offener Kanäle im Zahn, die bei freiliegenden Zahnhälsen bei Kontakt mit süßen, sauren oder heißen Speisen den Reiz bis an den Zahnnerv heranführen und dadurch Schmerzen verursachen, anzuwenden. Das Ergebnis ist eine Zahnpasta, die diese Kanäle verschließt. Dabei bildet das „Verschlussmaterial“, das in Form von Nanopartikeln vorliegt, mit dem natürlichen Zahnmaterial auf Grund der gleichen Struktur eine Einheit. Diese Zahnpasta ist seit 2006 unter dem Namen „Theramed SOS Sensitiv“ im Handel.
Nicht Bus, nicht Straßenbahn - die AutoTramDas Fraunhofer Institut Verkehrs- und Infrastruktursysteme stellte das Konzept eines neuartigen Verkehrssystems vor. Dieses Massenverkehrsmittel („AutoTram“, Bild 5) fährt auf Rädern wie ein Bus, folgt einer Art Leitlinie auf der Straße (als Fahrerunterstützung), ist also nicht wie eine Straßenbahn an ein Gleis gebunden. Wie diese hat die AutoTram jedoch einen modularen Aufbau, der gestattet, die Zuglänge an die erwartete Fahrgastanzahl anzupassen. Unter anderem zeichnet sich die AutoTram auch durch emissionsfreien Antrieb aus bordseitigen elektrischen Energiespeichern aus, die an Dockingstationen während der Haltestellen- oder Stationsaufenthalte nachgeladen werden. Ein Prototyp dieses Verkehrsmittels ist seit einiger Zeit in Bautzen im Probebetrieb.
Insgesamt haben 2006 etwa 100.000 Besucher die zahlreichen Präsentationen, Ausstellungen und Vorführungen in Dresden besucht. Damit erwies sich diese Stadt nicht nur als exzellenter Wissenschaftsstandort, sondern auch als ein Ort, der es versteht, Wissenschaft und Kunst eine segensreiche Verbindung eingehen zu lassen. Diese Aktivitäten werden deshalb auch in den Folgejahren hier nicht nachlassen.
G.S.