14.10.2014

Jugend forscht bei Gerresheimer: Wie kann Glas intelligent werden?


Seit August erforschen Roderich Wallrath und Fabian Marischen in einer Werkstatt der Gerresheimer Essen GmbH die Sputtertechnik. Das ist eine Technik, mit der Glas durch einen chemischen Prozess beschichtet werden kann. Diese Beschichtung kann dafür sorgen, dass Glas neue Eigenschaften bekommt wie etwa eine bessere Lichtdurchlässigkeit. Das gibt es beispielsweise bei Autoverglasung. Das Glas von Windschutzscheiben oder Dachfenstern kann sich dann der Stärke des Sonnenlichtes anpassen. Man spricht dann von „elektrochromem“ Glas, einem „intelligenten“ Glas, das seine Eigenschaften den jeweiligen Umgebungsbedingungen anpasst.

„Wir werden nicht jeden Tag gefragt, ob wir ein Jugend-Forscht-Projekt unterstützen. Aber da wir uns mit Glas gut auskennen, erschien es uns naheliegend dieses Projekt zu fördern. Die Begeisterung der beiden jungen Leute für ihr Vorhaben hat uns beeindruckt“, sagt Bruno Bürkel, Executive Vice President von Gerresheimer Primary Packaging Glass.

Nachdem man sich erstmalig getroffen und kennengelernt hatte, stellte Gerresheimer Essen den beiden jungen Forschern Fachwissen seiner Glasexperten, eine Werkstatt, die Anschlusstechnik für die Apparaturen und natürlich auch Glas zur Verfügung.

Die Faszination der Wissenschaft
Wie bei so vielen Dingen im Leben sind Roderich Wallrath und Fabian Marischen zufällig auf ihr Thema gestoßen. „Die Verbindung zwischen dem ganz Kleinen, den Theorien, die man aufstellt, um sich alles erklären zu können, und dem sichtbaren Effekt -ohne Mikroskop oder Sonstiges zu erkennen- das ist das, was uns an diesem Thema so reizt“, erklärt Wallrath. Oft sei es in der Wissenschaft so, dass diese Prozesse im ganz Kleinen höchstens durch einen Ausschlag in irgendeinem Diagramm bewiesen oder durch aufwändige Messungen als Zahlen ausgegeben werden; der Fall der Elektrochrome ist so anschaulich und augenfällig, dass es einfach Spaß mache, das Phänomen zu reproduzieren und zu erforschen.

Sputtertechnik - einfach erklärt
Das Verfahren der Sputtertechnik funktioniert in etwa so: Wenn man sich einen luftdicht abgeschlossenen Behälter nimmt, und diesen aber nicht mit Luft füllt, sondern mit einem bestimmten Gas, dann kann man dieses Gas zum Leuchten bringen, indem man es “unter Strom setzt”. Genauso läuft es beispielsweise in einer Neonröhre ab. Das leuchtende Gas wird “Plasma” genannt und mit richtigen Einstellungen des Stroms bzw. der Spannung kann man das Plasma quasi verschieben wie man möchte, also beispielsweise in die Nähe einer Probe, die man vorher in den Behälter gelegt hat. Das Plasma hat aber die Eigenschaft, ganz langsam einen winzigen Teil des Materials abzutragen, das in seiner Nähe ist. Wenn man nun auch noch eine Glasscheibe in die Nähe hält, kann es sein, dass sich das abgetragene Material auf der Scheibe abschlägt. Genau das ist der gewünschte Effekt und dieses wird „sputtern“, genannt.

Zurzeit haben wenige Luxusautos dieses Glas verbaut. In der Anwendungswelt spricht man allerdings nicht von elektrochromem Glas, sondern von “Intelligentem Glas”. Es wird beispielsweise auch in der Gebäudeverglasung zur Temperaturregulierung verwendet, ist allerdings noch ziemlich teuer.

Bis zum Dezember 2014 wollen die beiden jungen Forscher das Projekt abgeschlossen haben.

Quelle: Gerresheimer/gerresheimer.com


Roderich Wallrath und Fabian Marischen forschen bei Gerresheimer.