Carbonfasern gelten als äußerst stabil und leicht und sind damit für den Leichtbau unverzichtbar geworden. Sie werden unter anderem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Wie man Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen kann, dazu forscht Dr. Jens Erdmann am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm.
Wenn Dr. Jens Erdmann von seinem Arbeitsumfeld spricht, gerät er schnell ins Schwärmen: „Der Potsdam Science Park bietet eine wunderschöne Atmosphäre, um zu arbeiten. Morgens schlendere ich über die Wiesen, wir haben einen Teich vor der Tür – wenn ich mich erholen möchte, schaue ich aus dem Fenster.“ Der gebürtige Sachse (Görlitz) hat hier, wie es scheint, seinen Traumarbeitsplatz gefunden.
Dr. Jens Erdmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung, kurz: Fraunhofer IAP. Hier forscht er an Biopolymeren. Was das für Nicht-Wissenschaftlerinnen und -wissenschaftler heißt, erklärt er so: „Wir forschen daran, wie man aus Molekülen der Natur Werkstoffe für die Industrie herstellen kann“.
Zu seinem Arbeitsplatz kam Dr. Erdmann durch ein Praktikum. Während seines Studiums der Werkstoffwissenschaft an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg war er für ein halbes Jahr als Praktikant beim Fraunhofer IAP in Potsdam-Golm angestellt. Seine Diplomarbeit schrieb er in Halle (Saale) und begann danach, als Doktorand am Fraunhofer IAP in Potsdam zu arbeiten. „Ich wurde hier von Anfang an sehr herzlich aufgenommen, habe engagierte und kompetente Kolleginnen und Kollegen und um mich, eine vielseitige und leistungsstarke technische Ausstattung zur Verfügung und einen wunderbaren Chef. Hier war einfach eine sehr positive Entwicklung möglich“, so das Fazit von Dr. Erdmann.
Seine Arbeit beschreibt er als vielfältig. Er übernimmt die Projektakquise, wirbt um Forschungsgelder, plant Experimente, führt sie durch und wertet diese aus. Außerdem verwaltet er einen Maschinenpark, kümmert sich dort um die Instandhaltung, Anlagenerweiterungen und -anpassungen, um stets auf dem technisch neuesten Stand zu sein und den ständig wechselnden Anforderungen gerecht zu werden. Er betreut Absolventen und Absolventinnen, verfasst Publikationen, schreibt Patente und stellt Ergebnisse entweder seinen Auftraggebern oder auf Konferenzen vor. Seine Arbeit ist fordernd, aber auch erfüllend, wie er sagt. „Ich gehe einfach gerne den Dingen auf den Grund und habe Spaß daran, neuartige Materialen zu erfinden, zu entwickeln und zu verbessern“, erklärt er.
Zu einem seiner Schwerpunkte gehören biobasierte Carbonfasern. Carbonfasern überzeugen durch ihr geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Steifigkeit. Sie gelten als das festeste und steifste Material, das derzeit in großtechnischen Anlagen erzeugt werden kann. Aus diesem Grund haben sie unter anderem eine große Bedeutung für den Leichtbau – eine der Schlüsseltechnologien, mit der die Wende hin zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft vorangetrieben werden soll. So finden sich Carbonfasern in Flugzeugen, Autos, Sportgeräten oder Windkraftanlagen wieder. Der Nachteil: Carbonfasern werden aus polymeren faserförmigen Vorläufermaterialien hergestellt, die weltweit zu 95 Prozent aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) bestehen.
Seit sieben Jahren forschen Dr. Jens Erdmann und seine Kolleginnen und Kollegen im Auftrag des Finnisch-Schwedischen Forstwirtschaftkonzerns Stora Enso daran, Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen. Dabei handelt es sich um eine Herkulesaufgabe: „Seit fast fünfzig Jahren arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, aus biogenen Rohstoffen wie zum Beispiel Cellulose oder Lignin eine wettbewerbsfähige Carbonfaser zu entwickeln. Es ist nie zu einem Durchbruch gekommen. Wir haben diesen geschafft“, so der Wissenschaftler. Die Lösung bestand darin, die beiden Komponenten Cellulose und Lignin in einem bestimmten Verhältnis miteinander zu kombinieren. Dadurch ist es gelungen, die nachteiligen Eigenschaften beider Komponenten zu eliminieren und ihre positiven Eigenschaften zu erhalten. Jens Erdmann ist sehr zufrieden mit den Ergebnissen: „Wir verzeichnen seit sieben Jahren einen Erfolg nach dem anderen. Das ist wirklich ein tolles Gefühl.“
Und so wird Dr. Jens Erdmann auch weiterhin an einer nachhaltigen Herstellungsmethode für Carbonfasern forschen. Er ist zuversichtlich, dass der Erfolg andauern wird: „Wir bieten viele Möglichkeiten für angehende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, sich zu entwickeln. Potsdam bietet mit seinen Hochschulen und der Infrastruktur optimale Bedingungen, um hier Forschung auf Spitzenniveau zu betreiben. Durch die Nähe zur Universität Potsdam können wir auch direkt Fachkräfte an uns binden.“
Auf die Frage, was er sich für die Zukunft für seine Arbeit beim Fraunhofer IAP im Potsdam Science Park wünscht, muss Dr. Jens Erdmann schmunzeln. „In den letzten Jahren ist hier so viel passiert, der Standort ist gewachsen, das ist wirklich schön zu sehen“, so Dr. Erdmann. „Aber was für mich das i-Tüpfelchen wäre, das sind weitere öffentliche Sportstätten. Ich spiele leidenschaftlich gerne Fußball und leite hier eine institutsübergreifende Gruppe von Hobbyfußballern. Wenn wir hier noch einen richtigen Fußballplatz bekämen oder mehr Möglichkeiten hätten, wäre das großartig. Bemerkenswert ist, dass ich hier durch den Sport unheimlich viele Kontakte knüpften konnte, die mir auch bei der Arbeit fachlich weitergeholfen haben.“
Foto: Dr. Jens Erdmann © Till Budde
Dieser Blog und die Projekte der Standortmanagement Golm GmbH im Potsdam Science Park werden aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Brandenburg finanziert.