Physiker Patrick Huber, TUHH-Professor für Physik und Materialforschung und geschäftsführender Sprecher des Exzellenzclusters BlueMat. Der Forschungsverbund will 250 Jahre nach der Erfindung der Dampfmaschine eine zweite wassergetriebene Revolution lostreten, dieses Mal auf der Nanoebene. Dabei steht das Kürzel „BlueMat“ für eine neue Klasse wasserbasierter Materialien, die ihre Eigenschaften nicht komplexer Chemie verdanken, sondern allein den Besonderheiten des Wassers, wie Dichteanomalie (Eis ist weniger dicht als flüssiges Wasser), Viskosität und Oberflächenspannung – Fähigkeiten, die für das Leben auf der Erde entscheidend sind. Drückt man das Wasser in winzigen Poren, kommen weitere Eigenschaften hinzu, wie etwa eine elektrische Leitfähigkeit.
NAT: Wie hat alles angefangen?
Patrick Huber: Im Keller meines Labors in Saarbrücken 2004: Da habe ich gesehen, wie die Wasserfront in einem nanoporösen Glas hochsteigt. Wir haben damals mit Argon geforscht und meine Kollegen haben noch geschimpft, warum ich das Glas ins Wasser reinhalte und alles verunreinige. Aber ich bin Experimentalphysiker und mich hat begeistert, wie die Wasserfront hochsteigt, zeigte das doch, dass Wasser auch in winzigen Poren noch flüssig ist. Das war für mich der Schlüsselmoment: Es ist cool, mit Wasser zu arbeiten und das Kapillarsteigen genauer zu erforschen. Zwei Jahre später hat meine Arbeitsgruppe nachgewiesen, dass die Kapillarität auf der molekularen Ebene erhalten bleibt: Man kann Wasser kilometerweit gegen die Schwerkraft hochziehen.
NAT: Was treibt Sie an?
Patrick Huber: Wenn heute Materialien designt werden, geht es in der Regel um komplexe Chemie, man verlässt sich dabei auf Elemente, die selten vorkommen oder insbesondere in Ländern, zu denen man nicht den besten Draht hat. Wasser dagegen ist die nachhaltige Flüssigkeit par excellence: Sie deckt siebzig Prozent der Oberfläche unseres blauen Planeten, sie ist auf der planetaren Ebene die Arbeitsflüssigkeit, sie bestimmt das Klima, das Wetter und das Leben – und kann uns helfen, die grüne Energiewende robust zu machen. Wir wollen eine neue Ära der Materialwissenschaften etablieren, die uns mehr Autonomie bringt. Das ist ein Riesenthema, auch beim Internet of Things, denn wir können nicht alle Sensoren verkabeln. Ein autonomer Sensor setzt allein durch den Kontakt mit Wasser Energie frei. Kurzum, das Mantra unseres Clusters ist auch meines: If you can do it with water, do it with water.
NAT: Mit Blick auf den Nachwuchs - was motiviert Sie?
Patrick Huber: Auch da habe ich ein Schlüsselerlebnis, eine Berufswahlveranstaltung, wo ich in einen Raum geschickt wurde, der proppenvoll war – solange ein Lufthansapilot sprach. Als ich dran war, sind alle bis auf drei Personen verschwunden: Die Leute sehen das Potenzial nicht. Das zu ändern und daran zu arbeiten, sehe ich als meine Aufgabe. Ich weiß, es ist schwer zu vermitteln, aber wenn junge Leute sehen, was man mit Physik machen kann, würden sie viel mehr darauf anspringen. Wir haben sogar im Cluster Mittel dafür. Fachklassen der Hamburg Media School sollen die Themen aufbereiten: Eine Unterrichtseinheit für die Mittelstufe zu photonischen Kristallen, die ihre Farbe durch einen Wassertropfen von Blau auf Grün ändern – das könnte Thema einer Masterarbeit sein, ist sehr anschaulich und vor allem unverfälscht. Fragen wir die KI etwa nach Bildern in unserem Bereich, produziert sie häufig totalen Humbug. Die KI verdaut sich selbst – das Experiment macht einen Riesenunterschied.
Bericht über die Exkursion zum Excellenzcluster BlueMat Auf Wasser bauen
