„Ein Nichts mit etwas drum herum!“ – Faszination der Porosität

Wissenschaftlicher Vortragsabend bei Niehoff mit tiefen Einblicken in die chemische Reaktionstechnik

Und wieder ein kleines Jubiläum im Schwabacher Jubiläumsjahr: Seit 15 Jahren erweist sich die Firma Niehoff als unverzichtbarer Partner für die Realisierung der „Tage der angewandten Naturwissenschaften“. Die Projekttage vernetzen die Bereiche Wirtschaft, Wissenschaft und Schule, um für universitären Nachwuchs in den MINT-Fächern zu werben und berufliche Perspektiven aufzuzeigen. Niehoff-Mitarbeiter Stefan Nixdorf, Leiter der Abteilung Entwicklung und Konstruktion, betonte in seiner Einführung die unverzichtbare Kooperation mit den Hochschulen und verwies auf die Möglichkeit eines Dualen Studiums bei der Maschinenfabrik. Auch AKG-Chef Harald Pinzner appellierte an die anwesenden Schüler, früh die Initiative zu ergreifen, um die Interessen in den MINT-Fächern über den Schulunterricht hinaus, beispielsweise in Jugend-forscht-Projekten zu intensivieren.

Mit Prof. Dr. Wilhelm Schwieger vom Lehrstuhl Chemische Reaktionstechnik an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen konnte ein Referent für den fachwissenschaftlichen Vortrag gewonnen werden, der seine Zuhörerschaft durchaus forderte. Es gelang ihm dabei ein populärwissenschaftlicher Spagat zwischen vielen Alltagsbezügen und den zugrundeliegenden chemischen Prozessen. In den Mittelpunkt seiner Präsentation stellte er die Porosität, die er salopp als ein „Nichts mit etwas drum herum“ definierte. Schwieger präzisierte dann aber: „Es ist eine Messgröße, die das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen eines Stoffes oder Stoffgemisches darstellt.“ Die Lunge fungiert hier als ideales poröses Organ für den Sauerstoffaustausch, das technisch in dieser Qualität nicht nachgebaut werden kann. Hingegen wurde das System der Porosität für die Windel nahezu perfekt adapiert: Die große Saugkraft resultiert aus den großen Poren der ersten Schicht, während die zweite Schicht mit kleineren Poren die Feuchtigkeit so einschließt, dass sie auch bei einer Druckbelastung nicht entweicht.

Weiterhin erklärte der Chemieingenieur: „Die Strukturen der Porensysteme werden in der Chemie Zeolithe genannt. Der Ursprung dieser Molekularsiebe ist Sand. Daraus entstehen Zeolithe mit unterschiedlicher Porengröße und -form. So sind diese ein wichtiger Bestandteil von Waschmitteln, denn Kalzium- und Magnesiumionen werden in den Poren eingeschlossen, sodass eine effektive Waschwirkung erzielt wird.“ Andernfalls würden Kalkseifen in der Waschlauge verbleiben und nicht zu „porentiefer Reinheit“ führen, wie ein bekannter Waschmittelhersteller propagiert.

In weiteren Praxisbeispielen konkretisierte Schwieger die Nutzung von Zeolithen und verwies auf deren Einsatz bei der Reinigung von atomaren Abwässern oder benannte sie als Bestandteile von Kieselgelen in Cremes und Reifen. Auch beim Phänomen eines selbstkühlenden Bierfasses nehmen die Molekularsiebe eine Schlüsselrolle ein. So fließt Wasser, ausgelöst durch die Betätigung eines Ventils, aus einem Hohlraum in die Zeolithe, die man sich als körnige Strukturen vorstellen kann. Das Wasser wird von den Zeolithen aufgenommen, aufgrund der daraus resultierenden Verdunstungskälte entsteht die erwünschte Bierkühlung.

Besonders stolz stellte Professor Schwieger abschließend sein aktuelles Forschungsgebiet, den „Erlangener Cheese“ dar. Dabei ist es ihm und seinem Forschungsteam gelungen, aus dem Rohstoff Sand Zeolithe mit genau definierten Porengrößen zu gewinnen. So kann ein noch effektiverer Einsatz der Molekularsiebe, deren Oberflächenstruktur an Schweizer Käse erinnert, garantiert werden.

Die Auftaktveranstaltung der „Tage der angewandten Naturwissenschaften“ in den Räumen der Firma Niehoff offenbarte eindrucksvoll, wie unverzichtbar die Kooperation von Industrie, Wissenschaft und Schule für das Aufzeigen beruflicher Zukunftsperspektiven in den MINT-Bereichen ist, denn für vor allem für Jugendliche bot der Abend eine Fülle an neuen Impulsen: umfangreiche Einblicke in ein weltweit vernetztes, innovatives Unternehmen, das Kennenlernen neuer technischer und naturwissenschaftlicher Berufsfelder sowie unmittelbare Austauschmöglichkeiten mit Firmenmitgliedern und dem Referenten.

Stefanie Ulrich