Kratzer im Autolack per Laser
reparieren oder empfindliche elektronische Bauteile mit Licht flexibler
oder härter machen: An solchen Lösungen arbeitet Professor Christopher
Barner-Kowollik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der
Queensland University of Technology (QUT) in Brisbane, Australien. Wie
sich Beschichtungen und Materialien mit monochromatischem Licht aus
Lasern für unterschiedliche Anwendungen maßschneidern lassen, untersucht
er nun auch in einem Projekt, das der Australische Forschungsrat mit
mehr als drei Millionen Australischen Dollar fördert (mehr als zwei
Millionen Euro).

„Christopher Barner-Kowollik gehört zu den
weltweit führenden Forschern auf seinem Fachgebiet, gleichzeitig ist er
mit seiner Arbeit in Deutschland und Australien ein herausragendes
Beispiel für die gelebte Weltoffenheit in der Wissenschaft“, sagt der
Präsident des KIT, Professor Holger Hanselka. „Wir gratulieren ihm
herzlich zu dieser großartigen Auszeichnung durch den Australischen
Forschungsrat.“

„Die Materialwissenschaften – gerade auch im
Mikro- und Nanometerbereich – bilden die Basis für Innovationen in
zahlreichen Themenfeldern. Die Forschung von Christopher Barner-Kowollik
erlaubt maßgeschneiderte Materialien für vielfältige
Anwendungsbereiche. Die Förderung als Australian Laureate Fellow ist
auch eine Anerkennung seiner bisherigen Arbeit – darüber freuen wir uns
mit ihm!“, so der Vizepräsident des KIT für Forschung, Professor Oliver
Kraft.

Ziel der Forschung von Christopher
Barner-Kowollik ist es, Materialien mit Licht so programmieren und
umprogrammieren zu können, dass sie sich genau auf ihren spezifischen
Einsatzbereich anpassen lassen. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen von
intelligenten Beschichtungen und Materialien über synthetische Proteine
bis zu lasergesteuerten 3-D-Drucktechnologien. „Ein Beispiel wäre eine
Beschichtung, deren mechanische Eigenschaften sich mit Licht präzise
steuern lassen, sodass sie an bestimmten Stellen flexibler wird, an
anderen – dann mit Licht einer anderen Wellenlänge bestrahlt – härter”,
erläutert der Chemiker. So könnten sich in Zukunft etwa auch
Beschichtungen heilen oder empfindliche Elektronikbauteile leichter
einbauen oder austauschen lassen.

„Manche Schätzungen besagen, dass bis zum
Jahr 2030 zehn Prozent aller Produkte aus dem 3-D-Drucker kommen. Ein
Verfahren, das es – allein durch ein Verändern der Wellenlänge des
eingesetzten Lichts – erlaubt, mit der gleichen 3-D-Tinte  Produkte mit
unterschiedlichen Materialeigenschaften herzustellen, wäre
bahnbrechend”, sagt Barner-Kowollik. In der 3-D-Laserlithographie habe
ein solches Verfahren mit sichtbarem Licht auch das Potenzial, die
Herstellung von Computerchips maßgeblich zu beeinflussen.

In seiner weiteren Forschung wird Christopher
Barner-Kowollik auch untersuchen, wie sich Licht nutzen lässt, um
Informationen in Polymeren zu schreiben, zu speichern und zu lesen.
Polymere, langkettige Moleküle, bilden die Bausteine für zahlreiche
Materialien. Durch die Kontrolle über den Aufbau der Moleküle, auch
Sequenz genannt, lassen sich die Eigenschaften solch großer Moleküle
(Makromoleküle) steuern. „Polymere, deren Sequenz kodier- und lesbar
ist, könnten etwa für die Herstellung künstlicher Proteine von hoher
Bedeutung sein, aber auch für maßgeschneiderte Tinten für den 3-D-Druck
im Mikro- und Nanometerbereich“, so Christopher Barner-Kowollik.

Die Fördersumme von gut drei Millionen
Australischen Dollar stehen Barner-Kowollik in den kommenden fünf Jahren
frei für seine Forschung zur Verfügung. Auf wichtigen Themengebieten –
insbesondere der Herstellung von 3-D-Tinten für die
3-D-Laserlithographie in Kooperation mit Prof. Martin Wegener (KIT) –
will er damit auch die enge Kooperation mit dem KIT weiter ausbauen,
dabei soll auch der Doktorandenaustausch gestärkt werden.