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Es war einmal wieder Zeit für die Material Chemistry (MC) Konferenz, die 14. dieses Namens. Die Aston University in Birmingham war im Juli Gastgeber der Veranstaltung.

Die Materialchemie ist ein weites Feld. Es reicht von Materialien für Energievorrichtungen bis hin zu Polymeren, von biologischen bis hin zu rein theoretischen Anwendungen. Neben den Plenarvorträgen gab es vier parallele Sitzungen, und es war nicht immer einfach für mich zu entscheiden, was für mich von Interesse sein könnte.

Offensichtlich ist das „In“-Material im Moment Perowskit. Perowskit ist ein seit langem bekanntes Mineral (entdeckt 1839), das die Elemente Barium, Titan und Sauerstoff in einer bestimmten Anordnung enthält. Alle diese Elemente können ersetzt werden, und wenn die Verhältnisse eingehalten werden, werden Materialien mit der gleichen Struktur erhalten, aber mit einem überraschenden Spektrum an Eigenschaften. Diese können beispielsweise als Kondensatoren, Supraleiter, in LEDs und seit kurzem auch in der Post-Silizium-Solarzellentechnologie eingesetzt werden.

Ein sehr faszinierender Vortrag betraf das Lösen von Klebstoffen. Das heißt, einen Klebstoff zu erfinden, der sich durch einen Auslöser, eine Chemikalie oder etwas anderes wie Ultraschall, zersetzt und die durch diesen Klebstoff miteinander verbundenen Teile freisetzt. Stellen Sie sich ein Smartphone vor, das mit diesem Klebstoff ausgestattet ist. Nachdem es sein Lebensende erreicht hat, benutzt man einfach diesen Auslöser und das ganze Ding fällt auseinander. Dadurch können die verschiedenen Baueinheiten leicht getrennt und leichter recycelt werden.

Eines meiner Hauptinteressen – zumindest im Moment – sind medizinische Anwendungen. Ein Thema sind Hydrogele, das sind Netzwerke aus hydrophilen Polymeren. Sie können für die Wirkstoffabgabe oder das Tissue Engineering eingesetzt werden. Ein weiteres aufkommendes Thema ist der 3D-Druck von Implantaten und so weiter. So können Ersatzstoffe für Knorpel, Zähne oder Knochen gedruckt werden. Es gibt aber auch biologisch abbaubare Materialien, die in Wunden eingesetzt werden und die Heilung begünstigen. Sie sind „Ankerpunkte“ für biologische Materialien, die entlang des Implantats wachsen und schließlich die Wunde schließen, während das ursprüngliche Implantat abgebaut wird. Die Ideen gehen noch weiter: das Drucken ganzer Organe, zum Beispiel eines Herzens. Die Drucktechnologie ist ziemlich weit fortgeschritten, aber die Materialien für medizinische Anwendungen bedürfen noch der Entwicklung – und natürlich der Zulassung durch die FDA und andere Aufsichtsbehörden.

Noch ein Thema ist natürlich die Energie. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien heute Stand der Technik sind, gibt es noch viele Fragen zu beantworten und Probleme zu lösen. Ein Vortrag betraf beispielsweise eine Studie zur Elektrodenherstellung für LIBs. Die Herstellung von LIBs ist ein langer Prozess und ein Schritt ist ein Formationsprozess, der mehrere Wochen dauert! Die Forschungsgruppe untersuchte die verschiedenen Schritte und versuchte, den gesamten Prozess zu verkürzen. Aber obwohl einige faszinierende Ideen präsentiert wurden, wird deren Umsetzung in den aktuellen Prozessen noch lange auf sich warten lassen. Wie schade.

Es gab noch viele andere Themen und ich habe sicherlich einiges Interessantes verpasst. Aber alles in allem habe ich viel gelernt und es war eine inspirierende Veranstaltung, die zeigte, dass die Chemie im Zentrum für die Lösung vieler der Probleme steht, mit denen die Welt heute konfrontiert ist.

Zwar kann ich nicht von der Festkörper- und Materialchemie lassen, aber meine Arbeitsthemen sind doch weiter gestreut und gehen weit über diese Themen hinaus. Könnte ich Beton noch zu meiner Kernkompetenz rechnen, gilt das für AntifoulingZusammensetzungen schon nicht mehr. Geschweige denn die zahlreichen Pharmapatente mit neuesten Wirkstoffen gegen Krebs, Alzheimer und zahlreiche andere Krankheiten. Daher besuchte ich einmal eine eher medizinische Konferenz: die MoBi 2018. MoBi sthet für molekulare Bildgebung. Es geht also um CT, PET, MRI, Mikroskopie, Ultraschall und deren Anwendung für medizinische Fragestellungen. Es gab längere Vorträge von „Experten“, also den arrivierten Wissenschaftlern, und kürzere von Studenten. Das Niveau war hoch, aber aufgrund der breiten Streuung an Themen und Beteiligten (Mediziner, Ingenieure, Chemiker und alles was sich daraus kombinieren lässt) nicht so fachspezifisch, dass man nicht hätte folgen können.

So gab beispielsweise einen kurzen Vortrag über ein ultraschallabgeleitetes Verfahren zur Untersuchung von Muskeln bei der Duchenne-Krankheit. Diese muskeldegenerative Erkrankung ist gar nicht so selten, 1 von ca. 4500 männlichen Babys ist davon betroffen. Sie bricht nach etwas 2-4 Jahren aus, im Teenage-Alter landet man im Rollstuhl und um die 20 herum ist das Leben zuende. Es gibt erste hoffnungsvolle Behandlungsansätze, aber um die Wirksamkeit zu testen, sind schwierige Tests erforderlich, bei denen Kleinkinder eher streiken und wenig kooperativ sind. Z.B. wird gemessen, wie weit ein Kind in 6 Minuten kommt. Ein Verfahren, das schmerzfrei und schnell die Muskeln untersuchen kann, wäre eine echte Hilfe. Und die vorgestellten Ergebnisse waren sehr beeindruckend und stimmten hoffnungsvoll.

Ein anderer junger Wissenschaftler, frisch zurück vom MIT, beschäftigte sich mit einer Bildgebungsmethode im kurzwelligen IR-Bereich. Dieser Bereich ist militärisch sehr interessant. Man kann damit z. B. durch Wolken gucken, ist also für Drohnen interessant. Daher war es gar nicht leicht, Ausrüstung zu bekommen, denn diese Ausrüstung ist militärisch relevant. Aber man kann in diesem Bereich nicht nur durch Wolken gucken, man kann mit extrem beeindruckendem Kontrast Organe und Gefäße angucken. Benötigt wird nur noch ein effizientes Kontrastmittel.

Und dies sind nur zwei Beispiele für die zahlreichen, faszinierenden Beiträge zum Thema Arthrtis und Knochenstruktur, Epilepsieentstehung, Aufbau und Funktion von Synapsen, Alzheimer-Entstehung, Auffinden einzelner (sic!) Krebszellen und vieles mehr. Leider war die Konferenz in Englisch, was zum Vokabel lernen nicht so effizient war. Aber vom fachlichen Standpunkt habe ich in kurzer Zeit enorm viel gelernt und interessante Menschen kennengelernt. Fazit: Es lohnt sich wirklich, auch mal über den eigenen Tellerrand hinauszuschauen.