24.03.2026
Auf Wasser bauenDer Exzellenzcluster BlueMat präsentiert sich Lehrkräften
Der Tannenzapfen macht es vor: Wenn Wasser darauf fällt, schließt er sich, bei Trockenheit öffnet er sich. „Das ist in die Struktur reinprogrammiert und geschieht völlig autonom“, sagt Patrick Huber. Der Professor für Material- und Röntgenphysik ist ein Brückenbauer. Nicht nur zwischen Natur und Technik, sondern auch zwischen TUHH und DESY – der Physiker leitet eine kooperative Professur. „Ich bin beliebig delokalisiert, mein Lebensmittelpunkt ist der Jungfernstieg“, scherzt er vor eine Gruppe von Lehrkräften auf dem Bahrenfeldcampus. Eingeladen hat sie die Initiative NAT zum Austausch über „BlueMat“, dem jüngsten Exzellenzcluster Hamburgs. Patrick Huber ist geschäftsführender Sprecher des interdisziplinären Verbundes: 150 Forschende aus zwölf Organisationen arbeiten daran, eine neue Klasse von Materialien zu entwickeln – inspiriert von der Natur, vom Wasser beeinflusst, hochrobust und nanoporös. „Wenn man Wasser in ganz kleine Poren steckt, entwickelt es besondere Eigenschaften“, so der Professor.
Life’s matrix: Mit Kapillarenergie gegen die Schwerkraft
Dazu gehören mechanische Eigenschaften, wie im Fall des Tannenzapfens, optische, wie die Skelettblume, die im Regenschauer ihre Farbe von weiß auf transparent wechselt, oder elektrochemische Funktionen. So entwickelt einer der vier Forschungsbereiche des Exzellenzclusters Materialen für die „Hydrovoltaik“: Hydrophiles Material saugt Wasser per Kapillarkraft ein, trennt dabei gleichzeitig elektrische Ladungen auf und produziert damit elektrische Energie. „Trocknen, Benetzen, Trocknen, wir können einen Zyklus fahren, bei dem Ladung stets verschoben wird und daraus elektrische Energie gewinnen“, sagt Patrick Huber. Das Besondere: Man kann dafür auch natürliche Zyklen wie Ebbe und Flut nutzen, veranschaulicht der Professor an einer Folie, die den Sockel des ehemaligen Kaiserspeichers unter der Elbphilharmonie für das Verfahren nutzt.
Wasser ebnet den Weg für skalierbare Innovationen
Das weckt Interesse – und viele Fragen. Die Folgen des Elbschlicks für die Kapillaren oder der schwächere Wirkungsgrad im Vergleich zur Photovoltaik beschäftigen die Lehrkräfte. Fragestellungen, die auch den Cluster insgesamt an- und umtreiben, macht Patrick Huber deutlich. Schließlich ist das Ziel ambitioniert und Naturwissenschaftler und Ingenieure auf Top-Level arbeiteten daran, es in die Anwendung zu bringen, so der Professor: „Wir wollen die grüne Energieversorgung robust machen – Wind und Sonne sind nicht sehr stabil, Ebbe und Flut schon.“ Auf dem Rundgang durch die Labore bleibt der Professor vor einem Poster einer ukrainischen Doktorandin stehen: „Sie taucht schwarzen Kohlenstoff in Wasser – und eine LED fängt zu leuchten an.“
Water-informed materials: Der Beginn einer neuen Ära
Um zu verstehen, was im Material auf der Porenebene passiert, nutzt die Doktorandin die Röntgenstrahlung am DESY. Die gute Vernetzung und technologische Ausstattung am Standort inspirieren die Lehrkräfte. Dem ambitionierten Nachwuchs für den nächsten Wettbewerb einen Tropfenformanalysator oder top ausgestattete Elektro-Chemielabore an die Seite zu stellen, ist eine Idee. In der Oberstufe interdisziplinärer zu arbeiten, eine zweite. Und die Begeisterung für BlueMat groß: „Je tiefer man in den Mikrokosmos eintaucht, desto mehr Möglichkeiten ergeben sich, etwas für uns zu tun“, so Physiklehrer Mathias Burghardt. „Ich finde es super, dass Hamburg so ein lokales Konsortium hat“, lobt Chemielehrerin Tatjana Achenbach. Getreu dem Cluster-Motto: “If you can do it with water, do it with water. And if you can do it in Hamburg, do it in Hamburg.”
Drei Fragen an Patrick Huber
