Die besten Erfindungen aus Europa
Beim „European Inventor Award 2010“ waren deutsche Erfinder erfolgreich. Sie heimsten Preise ein für einen kugelförmigen Kohlenstoff, einen mobilen 3D-Scanner und für flüssiges Holz. Vergeben wurde die Auszeichnung vom Europäischen Patentamt und der Europäischen Kommission. Zur Wahl standen Erfindungen, die vor 2004 patentiert wurden und wirtschaftlich erfolgreich sind.
Rundes Leder ist nicht nur für Sportfreunde interessant. Auch Wissenschaftler sind von der klassischen Struktur eines Fußballs fasziniert. Das liegt an dessen perfekt symmetrischem Aufbau: Er besteht in der Regel aus zwölf Pentagonen und 20 Hexagonen. Eine ganze Reihe von Vielecken ergeben also eine runde Sache. Und genauso ist ein „Fulleren“ aufgebaut. Das ist eine ganz besondere Form des Kohlenstoffs. Experten nennen sie auch C60 – wegen ihrer Zusammensetzung aus 60 Atomen. Entdeckt wurde diese Spielart der Natur 1985. Künstlich hergestellt werden kann sie – mit vertretbarem Aufwand – erst seit 1990. Zu verdanken ist dies einem von Wolfgang Krätschmer entwickelten Verfahren. Der in Berlin geborene Physiker wurde dafür jetzt vom Europäischen Patentamt zum Erfinder des Jahres in der Kategorie „Lebenswerk“ benannt.
Fullerene können in unzähligen Anwendungen Nutzen stiften: Sie sind eine gute Basis zur Herstellung künstlicher Diamanten, haben das Zeug zum effektiven Hydrierkatalysator und finden Anwendung in Kopierern. Gleichzeitig taugen sie hervorragend als Bestandteil von Supraleitern, Hochleistungsschmiermitteln, innovativen Brennstoffen und Polymeren zur Datenerfassung. Außerdem sollen sie HIV-Viren stoppen und dank ihrer elektronischen Eigenschaften auch den Alterungsprozess der Haut verlangsamen. Die Forschung steht noch ziemlich am Anfang. Der Fullerenmarkt verzeichnete 2008 weltweit ein Gesamtumsatz von 300 Mio. $. Bis 2015 soll er auf 4,6 Mrd. $ pro Jahr anwachsen.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten bietet auch die Erfindung von Albert Markendorf und Raimund Loser. Das Duo aus der Schweiz und Deutschland hat einen mobilen 3D-Scanner entwickelt. Er kann große Formen in kurzer Zeit berührungslos in ihrer räumlichen Ausdehnung erfassen und die gewonnenen Daten mit Sollwerten vergleichen. Interessant ist das beispielsweise für die Luftfahrtindustrie. Flugzeugflügel lassen sich innerhalb von Minuten auf den Zehntelmillimeter genau abtasten. So kann überprüft werden, ob alle Spaltmaße stimmen und ob alle Verschraubungen an den richtigen Stellen positioniert sind. Markendorf und Loser, angestellt bei Leica Geosystems, wurden für ihre Erfindung vom EPA als Erfinder des Jahres in der Kategorie „Industrie“ ausgezeichnet.
Bei älteren 3D-Scannern war es nötig, ihre Position im Raum vorher exakt zu definieren und sie dann entlang einer vorgegebenen Strecke zu bewegen. „Die Handhabung unserer Erfindung ist hingegen kinderleicht“, so Markendorf. „Das Gerät lässt sich führen wie eine Spraydose. Stellen Sie sich vor, sie wollten den Flugzeugflügel lackieren.“ Statt Farbe sendet das System allerdings Lichtpunkte aus und sammelt mit einer Kamera Reflexionen ein. Im Raum orientiert es sich anhand von Kontrolllampen, die im Umfeld der Messpunkte installiert wurden.
Revolutionär ist auch die Erfindung von Jürgen Pfitzer und Helmut Nägele: Sie stellen – vereinfacht ausgedrückt – Plastik aus Holz her. Die Idee dazu keimte bereits 1992. Motiviert durch die Umweltkonferenz in Rio de Janeiro machten sich die beiden Forscher vom Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (ICT) Gedanken darüber, was ihre Wissenschaft zu Umweltschutz und Nachhaltigkeit beitragen kann. Sie begannen nach nachwachsenden Rohstoffen zu suchen, die Kunststoffe substituieren können. Fündig wurden sie beim Lignin. In langen Versuchsreihen stellte das Duo fest, dass dieser Stoff in Verbindung mit Harzen, Flachs oder anderen Naturfasern eine Masse bilden kann, die sich wie jeder andere thermoplastische Werkstoff verarbeiten lässt. Durch Spritzgießen kann er mit höchster Präzision in unterschiedlichste Formen gebracht werden. 1998 gründeten Pfitzer und Nägele auf Anraten des ICT ein Spin-off. Ihr Unternehmen Tecnaro vermarktet seither das Produkt „Arboform“. Das EPA zeichnete sie jetzt zu Erfindern des Jahres in der Kategorie „KMU/Forschung“ aus.
Die Besonderheit von Arboform ist, dass es sich – genau wie Holz – in die ökologisch unbedenklichen Bestandteile Wasser, Humus und CO2 zersetzt. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber den umweltschädlichen Rauchemissionen, die beim Verbrennen konventioneller Kunststoffe entstehen. Ein weiterer Vorteil ist die beinahe grenzenlose Verfügbarkeit des Rohstoffs. Lignin ist neben der Zellulose der häufigste organische Stoff der Erde. Er fällt als Reststoff bei der Zellstoff und Papierherstellung an. Alternativ kann er aus Abfallholz, Rinde oder gar aus Getreidestroh extrahiert werden. Für Arboform muss also kein Baum gefällt werden. Zudem konkurriert die stoffliche Nutzung von Lignin nicht mit der Nutzung als Lebensmittel, da Lignin vom menschlichen Organismus nicht verwertet werden kann.
Die Tecnaro GmbH beschäftigt inzwischen 14 Mitarbeiter und hat ihren Umsatz von 2005 bis 2009 verfünffacht. Die Nachfrage nach Arboform steigt aktuell rasant. Genutzt wird es zum Bau von Spielzeugen, Möbeln, Uhrgehäusen und Särgen. Auch für die Innenraumgestaltung von Fahrzeugen ist das frei formbare Holz interessant. Zu den Kunden zählen u. a. Porsche und Daimler. S. ASCHE
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