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13. Oktober 2009

Die Mächte der kleinsten Dimension

Bio-Valley Treff vor Ort: Swiss Nanoscience Institut gründete in Basel schon vor Jahren den Studiengang Nanowissenschaft.

BASEL. Als die Firma Endress+Hauser in Weil am Rhein für die Fertigung eines Durchflussmessgerätes auf der Suche nach einem Metall mit spezieller Legierung und amorpher Struktur war, wandten sich die Spezialisten nach Asien. Dort aber sagte man ihnen: "Versucht es in Basel! "Manchmal lohnen sich die paar Kilometer über die Grenze", sagt Peter Reimann, vom Swiss Nanoscience Institute und lächelt stolz. Es wüssten eben nicht viele, dass in Basel auf hohem Niveau im Nanobereich geforscht wird.

In welch winzigen Dimensionen Nanofowissenschaftler arbeiten ist kaum nachvollziehbar. Ein Nanometer ist der milliardenste Teil eines Meters. Wer sich in diesen Bereich einzoomt, kann einzelne Moleküle und sogar Atome erkennen. "Wenn man ein Atom auf die Größe eines Apfels vergrößert, entspricht das der Vergrößerung eines Apfels auf die Erde", sagt Professor Hans-Joachim Güntherodt. Er hat viele solcher hilfreichen Bilder parat. Das Mikroskop, mit dem man in so winzige Dimensionen schauen kann, beschreibt der Basler Physiker mit Hilfe eines Federbalkens, der über Styroporatome hüpft. "Das ist, wie wenn die Spitze des Matterhorns in Düsenjägergeschwindigkeit über unzählige Ping-Pong-Bälle gleitet." Die Besucher des Biovalley Treffpunkts Lörrach hören fasziniert zu. Auch Lörrachs Oberbürgermeisterin Gudrun Heute-Bluhm und Innocel-Geschäftsführerin Diana Stöcker sind dabei. Dieses Jahr dreht sich bei den seit 2000 stattfindenden Biovalley-Treffpunkten alles um die Nanowissenschaft. Denn was dort im Kleinen erforscht und verändert wird, hat längst Auswirkungen auf uns alle.

In seinem Vortrag geht Güntherodt schließlich auf die vielen Verwendungsmöglichkeiten der Nanotechnik ein: Selbstreinigende Textilien sind ebenso realisierbar wie Anti-Graffiti beschichtete Züge. "Der Trick ist die Oberflächenstruktur", verrät der Professor. Denn diese ist im allerkleinsten Bereich nicht glatt, sondern rau. Auch für die IT-Technik, das Baugewerbe oder die Pharmazie biete die Nanowissenschaft neue Erkenntnisse. "Medikamente wirken oft noch so breit, als würde man ein ganzes Haus gießen, wenn man eigentlich nur einen Blumentopf wässern will", sagt Güntherodt. Durch Nanotechnologie soll alles kleiner, schneller, genauer und effizienter werden. Welche Gefahren das berge, ist etwas, dass die Zuhörer besonders beschäftigt. "Auch das wird hier abgewogen und erforscht", versichert Güntherodt.

Das Swiss Nanoscience Institute rief als weltweite Pionierleistung an der Universität Basel vor acht Jahren den Studiengang Nanowissenschaften ins Leben. Jährlich beginnen etwa 40 ihr Studium in diesem interdisziplinären Fach, das Kenntnisse in Physik, Chemie und Biologie vermittelt. Die Studierenden werden schon früh an der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung für Firmen beteiligt. Zehn Millionen Schweizer Franken (etwa 6,6 Millionen Euro) stehen dem Institut, das seinen Schwerpunkt in Basel hat, aber mit vielen Schweizer Hochschulen und Firmen zusammen arbeitet, jedes Jahr für die Forschung zur Verfügung. Die Hälfte stammt aus einem Nationalfonds, die andere bezahlt der Kanton Aargau. "Die haben erkannt, welches Potenzial in der Nanowissenschaft steckt", sagt Professor Christian Schönenberger, Direktor des Physikinstitutes der Uni Basel. Dort sind besonders viele Nanowissenschaftler heimisch.

So sind es auch die Physiklabors, in denen die Besucher des Biovalley Treffpunktes Lörrach in die Nanowissenschaft hinein schnuppern. Sie besuchen zum Beispiel Doktorantin Sarah Heitzmann im Tieftemperaturlabor. Sie erzählt lebhaft, wie kleinste Elektronen eingefroren werden, damit sie untersucht und an andere Stellen geschubst werden können. Das soll die Entwicklung eines Quantencomputers vorantreiben, der eine viel höhere Rechenleistung haben soll, als unsere heutigen Computer. Der Sohn der Oberbürgermeisterin Heute-Bluhm ist mit seiner Mutter nach Basel gekommen und führt Fachgespräche, während der Rest der Gruppe noch über den blitzschnell verdampfenden flüssigen Stickstoff staunt, der zur Kühlung der Elektronen dient.
"Die Querschnittforschung im Nanobereich trägt viel dazu bei zum Beispiel Produktmaterialien in der Industrie zu verbessern", sagt Diana Stöcker, Geschäftsführerin vom Innocel in Lörrach. "Das kommt vielen Betrieben hier in der Region auch auf der deutschen Seite zugute, die zum Beispiele ihre Maschinenbauprodukte mit neuen Materialien verbessern wollen." Im Rahmen des Schülerforschungszentrum Phaenovum arbeite man bereits mit dem Nanoscience Institut zusammen. "Und wir werden sehen, wo es weitere Anknüpfungspunkte gibt."

Autor: Bianca Fritz