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  • 15.02.2017
  • von Sarah Stoffers

Sich selbst organisierende Kunststoffe

von Sarah Stoffers

Foto: Manuela Zydor

Zwischen Praxis und Zukunftsvisionen: Der Polymerforscher Alexander Böker leitet das IAP und ist Professor an der Uni Potsdam

Ob Wasserflasche, Fernsehbildschirm, Handy oder Autoreifen – ohne die sogenannten Polymere würden viele Gegenstände des alltäglichen Lebens nicht existieren oder funktionieren. Wir müssten Barfuß laufen, könnten uns nur noch in Baumwolle, Seide oder Leder kleiden, es gäbe keine künstlichen Herzklappen und keine Tupperdosen. Einer, der um die Bedeutung und die vielseitigen Anwendungen von Polymeren weiß, ist Professor Alexander Böker. Der Chemiker ist seit 2015 Leiter des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung (IAP) in Potsdam-Golm und Professor für Polymermaterialien und Polymertechnologie an der Universität Potsdam.

„Polymere sind eigentlich überall“, erklärt Böker. Polymere – das sind chemische Verbindungen aus kettenförmigen Molekülen, die sowohl natürlich vorkommen als auch synthetisch hergestellt werden können. Bekannt sind sie vor allem als Hauptbestandteil von Kunststoffen.

Wenn Alexander Böker von den Möglichkeiten dieser chemischen Verbindungen erzählt, merkt man ihm die Begeisterung für seine Forschung und Arbeit an. Geboren und aufgewachsen in der Nähe von Frankfurt am Main, hat er sich bereits früh in der Kindheit für die Chemie interessiert. Sein Großvater war seit den 1930er-Jahren Chemiker bei der Höchst AG, einst eines der größten Chemie- und Pharmaunternehmen Deutschlands. Er erzählte seinem Enkel oft von seiner spannenden Arbeit. Nach dem Abitur schaute sich Alexander Böker in den Laboren des Unternehmens um und entschied sich danach endgültig für ein Studium der Chemie.

Zur Polymerforschung kam er eher zufällig während seines Studiums an der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz, an der es auf diesem Gebiet großartige Forscher und Dozenten gab. Ursprünglich wollte er nach seinem Abschluss in die Industrie, doch sein Doktorvater konnte ihn dazu anregen, eine akademische Laufbahn einzuschlagen. Ganz im Sinne des Namensgebers der Fraunhofer-Gesellschaft Joseph von Fraunhofer verbindet Böker wissenschaftliche Erkenntnis mit praktischer Anwendung, um innovative Produkte zu entwickeln.

Als Leiter des IAP ist Alexander Böker mitverantwortlich für die Ausrichtung des Instituts. Hier werden biobasierte und synthetische Polymere für vielfältige Nutzungsmöglichkeiten entwickelt, immer im Hinblick auf die konkrete Anwendung. Die Forschung muss daher zeitnah erfolgen und sich auch wirtschaftlich lohnen. Dabei orientiert sich das Fraunhofer-Institut an den Anliegen seiner Kunden und Partner aus Wirtschaft und Industrie, die beispielsweise kostengünstigere oder umweltschonendere Herstellungsprozesse im Polymerbereich erreichen möchten.

Die Grundlagenforschung betreibt Böker an seinem Lehrstuhl für Polymermaterialien und Polymertechnologie am Institut für Chemie an der Uni Potsdam. Die Forschung an der Uni sieht Böker als Möglichkeit, an Dingen zu forschen, die noch gänzlich Zukunftsmusik sind und eventuell erst in 20 oder 50 Jahren zur Anwendung kommen können. Derzeit arbeitet er mit seinem Forschungsteam an sich selbst organisierenden Kolloiden (winzige kugelförmige Teilchen). Die Idee dahinter ist, das Prinzip der DNA-Replikation aus der Natur auf Materialien zu übertragen. Die Strukturen, die aus den winzigen Teilchen aufgebaut sind, könnten sich dann selbst kopieren.

Die Bausteine sollen in der Lage sein, eigenständig ihren Platz innerhalb der Struktur einzunehmen. „Die Vision dahinter ist, dass winzige Bausteine, die zwischen 20 Nanometer und einem Mikrometer groß sind, selbstständig ein größeres Konstrukt bilden.“ Die einzelnen Bausteine verfügen dabei über verschiedene Funktionalitäten: Eine bestimmt den Platz des Teilchens im Konstrukt, eine andere entscheidet über die gesamte Funktion. „So können die Strukturen beispielsweise Strom leiten, leuchten oder Informationen speichern.“ Im Moment müssen solche Konstrukte mit teuren Methoden hergestellt werden. In Zukunft könnte die Selbstorganisation diese Methoden ersetzen. Sarah Stoffers

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