Vorbild Natur: Unverschmutzbare neue Werkstoffe

(v.l.n.r.) Prof. Dr. Wilhelm Barthlott, Dr. Christoph Neinhuis

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott (Sprecher)
Dr. Christoph Neinhuis

Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Botanisches Institut, Bonn

Das Reinigen von Autos, Dächern oder Fassaden ist lästig und oft auch aufwendig und teuer. Gibt es Materialen, die sich von alleine sauber halten?

Solche Werkstoffe existieren. Sie zeichnen sich durch eine Oberflächenstruktur aus, die Schmutz nicht haften lässt. Wilhelm Barthlott und Christoph Neinhuis haben diese Materialien technisch nutzbar gemacht. Wilhelm Barthlott ist Professor an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Direktor am Botanischen Institut und des Botanischen Gartens, Christoph Neinhuis sein Mitarbeiter im Institut.

Der Lotus lässt dem Schmutz keine Chance

Die Forscher kreierten die Schmutz abweisenden Werkstoffe nach dem Vorbild der Natur. Die Oberfläche der Materialien hat vollkommen ultraphobe Eigenschaften: Wasser perlt von ihr ab, Öl rollt auf ihr davon, und jede Verschmutzung - selbst Dieselruß - kann durch Regen oder Besprühen mit Wasser abgewaschen werden. Dieses Prinzip entdeckten die nominierten Forscher bei Kohlblättern, Kapuzinerkresse und der Lotusblume, die sich damit selbst reinigen.

Hinter dem trickreichen Effekt verbirgt sich ein physikalischer Effekt: Die Oberfläche der Materialien ist im mikroskopischen Maßstab so stark aufgeraut, dass sie nur eine sehr kleine Kontaktfläche mit den Schmutzpartikeln besitzen. Das bewirkt, dass sich zum Beispiel Staubteilchen sehr leicht durch Wassertropfen fortspülen lassen. Selbst Haushaltskleber rollt von solchen Oberflächen ab, ohne daran zu haften.

Von der Lotusblume zum Autolack

Die Bonner Forscher enthüllten die komplexe, aber regelmäßig strukturierte Gestalt der wundersamen Materialien. Und sie entwickelten ein Verfahren, um Schmutz abweisende Oberflächen industriell herzustellen und für Technik und Alltag nutzbar zu machen - auf ähnliche Weise, wie die Natur sie formt: Sorgt man für bestimmte Bedingungen, fügen sich die atomaren Bestandteile an der Oberfläche selbst zu der gewünschten Struktur zusammen. Damit läst sich eine Vielzahl von Anwendungen realisieren: Autowaschen wird überflüssig - schon ein kräftiger Regenguss lässt den Wagen wieder erstrahlen. Gebäudefassaden bleiben strahlend sauber - dafür sorgen Regen und Tau. Gebäudeverglasungen, Dächer, Sonnenreflektoren und selbst die oft schmuddelig aussehenden Gartenmöbel bedürfen keiner besonderen Pflege mehr.

Die Bonner Forscher ließen sich die technische Anwendung des „Lotus-Effekts“ patentieren. 1995 wurden erste Kooperationen mit Industriepartnern vereinbart. Unternehmen für die Fertigung von Speziallacken, Kunststoffen, Gebäudefassaden und Dachziegeln setzen das Verfahren in marktfähige Produkte um. Die innovativen Werkstoffe besitzen eine enorme wirtschaftliche Relevanz.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt "Vorbild Natur: Unverschmutzbare neue Werkstoffe" wurde von der Karl Heinz Beckurts-Stiftung und der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren vorgeschlagen.

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1998 Erklärfilm ZDF Team 1

Vorbild Natur: Unverschmutzbare neue Werkstoffe
Dr. Wilhelm Barthlott
Dr. Christoph Neinhuis

Hintergrundmaterial

Fragen an die Nominierten
Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Dr. Christoph Neinhuis

Die Inhalte Ihres Projektes kann man auf das Schlagwort „Vorbild Natur“ reduzieren. Ist die Beobachtung der Natur, biologischer Vorgänge - als Ausgangspunkt wissenschaftlicher Forschung - im Zeitalter der Hochtechnologie nicht ein wenig aus der Mode gekommen? Fängt man plötzlich wieder an, sich auf solche Ansätze zu besinnen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Zunächst einmal - und das sollten wir nicht vergessen - ich komme aus der reinen Grundlagenforschung, gewissermaßen einem sehr altmodischen Zweig der systematischen Botanik. Anwendungsbezüge haben wir zunächst nicht gesehen - sie haben uns auch gar nicht interessiert. Uns haben Dinge wie die Rekonstruktion von Evolution beschäftigt. Es war aber auch die Faszination an Formen und Strukturen - vielleicht auch die naive, kindliche Begeisterung. Wir haben pflanzliche Oberflächen seit 1971 im Raster-Elektronen-Mikroskop betrachtet und irgendwann gesehen, daß an diesen Oberflächen ganz erstaunliche wunderbare Dinge passieren. Offensichtlich höchst optimierte Systeme - wir wußten nur nicht, worauf optimiert.

Heute beginnt man sich verstärkt auf die Ansätze der Natur zu besinnen. Man erinnert sich, daß die Natur Jahrmillionen Zeit hatte, in Versuch und Irrtum der Evolution bestimmte Funktionen optimiert zu erfüllen. Heute ist daraus ein neues Fachgebiet entstanden, die Bionik, die sich mit der Umsetzung biologischer Prinzipien in die Anwendung beschäftigt

Lassen Sie uns noch kurz beim Allgemeinen bleiben. Der Deusche Zukunftspreis ist der Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. In welchem kausalen Zusammenhang, in welche Rangreihe haben wir hier die Bionik einzuordnen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Natur als Vorbild - im Prinzip eine lange ungebrochene Tradition von der Antike über Leonardo da Vinci bis heute. Ich glaube aber - leider - daß die Bionik immer noch nicht die angemessene Rolle spielt, die sie spielen könnte und das hat sehr viele Gründe. Es liegt weniger an den Bionikern als meiner Meinung nach - das soll kein Angriff oder Kritik sein - an den festgefahrenen Denkstrukturen vieler Ingenieure und vieler Industrieunternehmen.

Der Effekt, den Ihre Forschungen herausgearbeitet haben, ist faszinierend einfach. Nachfrage ganz konkret: Was ist die innovative Leistung des Projektes?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Unsere Leistung ist wirklich - das kann ich inzwischen mit ruhigem Gewissen sagen - vollkommen innovativ. Wir haben - entgegen jeder Lehrbuchmeinung - herausgefunden, daß nicht glatte Oberflächen, sondern in mikroskopischen Dimensionen rauhe Oberflächen extrem unverschmutzbar sind. Und das ist etwas, was die Natur offensichtlich seit Jahrmillionen weiß, wir aber nicht sehen wollten. Denn „glatt“ ist gleich sauber, das haben wir sozusagen von Kindesbeinen an gelernt und das hat offensichtlich auch jeder Verfahrenstechniker so gelernt. Glatt gleich sauber - das ist wunderbar griffig und einsichtig, es hat nur einen kleinen Haken: es ist vollkommen falsch.

Die Natur - besser die Evolution - hatte einen „Spielraum“ von 50 Mio. Jahren für Versuch und Irrtum. In welchen Entwicklungsschritten und -zeiträumen haben wir uns die Adaption und Umsetzung bei Ihrem Projekt vorzustellen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Wir haben Anfang der siebziger Jahre begonnen, uns mit biologischen Oberflächen zu beschäftigen. Damals kamen die ersten hochauflösenden Raster-Elektronen-Mikroskope auf den Markt. Zunächst fasziniert von Form, Struktur, der Möglichkeit der Rekonstruktion der Evolution haben wir uns irgendwann gefragt, wozu alle diese wunderbaren Mikrostrukturen dienen, was ihre Funktion ist. Die Natur macht ja nichts überflüssiges, sie ist ungeheuer konsequent und ökonomisch. Die Strukturen mußten eine Funktion haben.

Zunächst war es eine Zufallsbeobachtung. In Heidelberg hatten wir 1974 herausgefunden, daß bestimmte Pflanzen aus den Gewächshäusern im Elektronenmikroskop immer schmutzig, andere - aus dem gleichen Gewächshaus - dagegen immer sauber waren. Das machte uns nachdenklich und wir fragten uns, warum es anscheinend „Schmutzfinken“ und „Saubermänner“ bei den Pflanzen gibt. 1976 waren uns die Zusammenhänge letztlich vollkommen klar geworden und wir haben das Ganze damals auch in einer kurzen Notiz publiziert. Wir waren uns sicher, etwas vollkommen Neues und Aufregendes im Bereich der Botanik gefunden zu haben. Wir wagten aber nicht zu glauben, daß dieses Prinzip den Verfahrenstechnikern, Physikern und der Physikalischen Chemie nicht bereits längstens bekannt sein könnte.

Das ist die verblüffende zeitliche Lücke Ihres Projektes. Bereits in den 70er Jahren konnten Sie auf für den „Lotus-Effekt“ relevante Zusammenhänge verweisen, erst 1987 wurde das Thema als Projekt wieder aufgegriffen. Wie passiert so etwas - sitzt die Wissenschaft doch im Elfenbeinturm?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Teilweise ja - auch wir hatten im Elfenbeinturm gelebt. Es bestand doch zunächst überhaupt kein Grund zur Annahme, daß das von uns beobachtete sehr offensichtliche Phänomen den Verfahrenstechnikern nicht längst bekannt sein sollte. Ganz im Gegenteil - es gibt weltweit unglaublich viele Institute, die sich mit solchen Fragen beschäftigen. Daraus resultierte die extrem lange Verzögerung. Von der wissenschaftshistorischen, erkenntnistheoretische Seite ist es mir bis heute unverständlich, wie so etwas übersehen wer-den konnte.

Das Phänomen des Lotus-Effektes widersprach jeder Erfahrung der physikalischen Chemie und existenten Lehrbuchauffassungen, die Ergebnisse Ihrer Forschung wurden mit Skepsis betrachtet. Was hat Sie /Ihr Team bewogen weiterzumachen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Die Antwort ist unglaublich leicht. Wenn Sie einmal gesehen haben, wie sich ein Wassertropfen, ein UHU-Tropfen oder selbst hartnäckiger Dieselruß auf einer Lotusoberfläche verhält, dann stellt sich die Frage beinahe nicht mehr. Es ist ungeheuer. Die Beschreibungen des Effektes und die Publikationen wurden zunächst mit Skepsis betrachtet. Aber jeder Ingenieur und Verfahrenstechniker, dem wir das Ganze vorführten, war in Minutenschnelle überzeugt und begeistert. Der einfache Gedanke, daß ein Auto mit eben diesen Eigenschaften gebaut werden kann, beantwortet ganz leicht, was uns bewogen hat weiterzumachen.

Noch etwas ist bei der Realisierung Ihres Projektes ungewöhnlich: Normalerweise werden Grundlagenforschungen von der Industrie vereinnahmt und weiterentwickelt. Hier wurde im Wissenschaftsbereich die industrielle Umsetzung entwickelt. Ist das eine andere Möglichkeit effizienterer Realisation von Forschung?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Natürlich ist dies eine Möglichkeit einer effizienten Realisation in bestimmten Fällen. Unser Projekt ist gewissermaßen vollkommen umgekehrt gelaufen - das hängt mit den oben erwähnten Dingen zusammen. Der von uns entdeckte Effekt war so unerwartet neu, daß er nur Skepsis hervorrief. Wir mußten selbst die ersten künstlichen Oberflächen als funktionierende Prototypen bauen und damit ‹berzeugungsarbeit leisten: „Wir haben etwas ganz unglaubliches hier, schaut es Euch doch bitte einmal an.“ Dann ging alles weitere sehr schnell.

Der Nutzen einer industriellen Umsetzung Ihrer Forschungsergebnisse liegt auf der Hand. Das Objekt wird geschützt, den Reinigungsmittelherstellern stehen schwere Zeiten bevor. Welche konkreten Anwendungen ergeben sich aus Ihrem Projekt und sind die Produkte für den Normalverbraucher finanzierbar?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Die konkreten Anwendungen sind alle Oberflächen, die sauber bleiben sollen, mit anderen Worten, die Verschmutzung, Regen, Tau oder irgendwelchen Niederschlägen ausgesetzt sind. Diese Oberflächen dürfen keiner extremen mechanischen Beanspruchung unterliegen, also keine Fußböden. Es sind mikrostrukturierte Oberflächen, und die vertragen natürlich nicht über Jahre hinweg laufen oder trampeln, gleich welche Materialien wir verwenden. Das bedeutet, daß es in der Umsetzung alle Außenflächen, wie Gebäude, Fassaden, Gebäudeverglasungen, Dächer, Sonnenreflektoren, Lacke, Folien, Schutzfolien, Autos schützt - alles, was draußen in irgendeiner Form Regen, Staub, Sonne ausgesetzt ist, und das ist ein ungeheuer weiter Anwendungsbereich.

Stellen Sie sich ein Auto vor, das bei strömendem Regen vollkommen trocken bleibt, am Morgen nie betaut ist, im Winter nie vereist und wenn es einmal schmutzig wird reicht ein leichter Regenguß oder ein Rasensprenkler, um es vollkommen zu reinigen.

Wie ist das mit der Finanzierbarkeit?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Ich komme zunächst einmal zurück auf das Vorbild Natur. Wir haben gelernt, zunächst einmal - und das war ein zentraler Teil unserer eigenen Arbeit - strukturell zu sehen - was macht die Natur? Und wir haben gelernt und zeigen können, daß diese unglaublich komplizierten regelmäßigen Mikrostrukturen banale, durch Selbstorganisation entstehende Kristallmuster oder wirklich physikalisch oder physikochemisch bedingt, selbstorganisierende Strukturen sind. Das war zunächst unsere Erkenntnis und wir haben weiterhin gelernt, in der Kooperation mit unseren Industriepartnern - und das ist gar nicht überraschend - daß sich das Ganze natürlich auch selbstorganisierend industriell herstellen läßt. Mikrostrukturelle Lacke, Schrumpflacke und andere Dinge lassen sich herstellen. Wir und auch die Kooperationspartner gehen davon aus, daß nach einer gewissen Anfangsphase diese Produkte eigentlich ohne wirklich signifikante höhere Produktionspreise herstellbar sind.

Man hat immer in der Produktion auf extrem glatt hin optimiert. Jetzt wird man auf eine bestimmte Mikrostruktur optimieren, das wird preislich, denke ich, in der Endkonsequenz in einigen Jahren kaum etwas ausmachen, wird kostenneutral sein.

Können Sie Zeitabläufe für die Durchsetzung des Projektes am Markt, also die Realisierung der Anwendungen, benennen, Zeitabläufe, die für den Konsumenten von Interesse sind?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Ich war vorher immer sehr vorsichtig. Am Anfang, vor vier oder fünf Jahren, hätte ich gesagt, das ist unglaublich einfach. In ein oder zwei Jahren gibt es Produkte, inzwischen habe ich gelernt, daß es doch komplizierter ist. Ich habe auch die Sachzwänge erfahren, unter denen große Industrieunternehmen stehen. Aber die Auskunft ist heute erfreulich: Zunächst existieren in allen Bereichen, die wir bearbeiten, Prototypen, künstliche intelligente Systeme die funktionieren und die absoluten Eigenschaften der Lotusblätter haben oder sogar noch besser sind.

Wir können mit einer anderen Polymerchemie operieren; es sind Oberflächen, die nicht nur wasser- sondern auch ölabweisend sind, die ultraphobe Eigenschaften haben. Wir können davon ausgehen, daß im Frühjahr 1999 die ersten Produkte für einen ganz relevanten Anwendungsbereich, Gebäudefassaden, auf den Markt kommen. In den anderen Bereichen, wage ich es im Moment nicht zu sagen, die Prototypen existieren, es ist wirklich nur noch eine Frage der technischen Produktionsumsetzung.

Auch Biologie und/oder Biotechnologie ist heute ein globales Unterfangen, wie ist Ihr Projekt im europäischen, im internationalen Vergleich zu sehen?

Gibt es Entwicklungen in anderen Ländern, die das Projekt in den Wettbewerb stellen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Das Projekt ist gewissermaßen schon unique, es hat zwar eine lange Vorlaufzeit, aber letztlich ist das, was wir gefunden haben, ein Abfallprodukt gewesen. Allerdings haben wir sehr früh die Besonderheit, die Anwendbarkeit unserer Entdeckung erkannt und ich denke auch, dann konsequent realisiert. Auch im internationalen Vergleich ist es ein Sonderfall und es sind letztlich relativ wenige Projekte aus dem Bereich der Bionik - das bedeutet Umsetzen des Vorbildes Natur - die wirklich Anwendung gefunden haben. Wir denken an die Haifischhautfolien, viele Dinge, die aus der Strömungstechnik, Mechanik kommen, aber es sind relativ wenige, überraschend wenige Dinge, die tatsächlich umgesetzt wurden.

Im internationalen Bereich haben wir eigentlich keine Konkurrenz. Das hat einen sehr einfachen Grund, es hat absolut niemand außer uns an diese Mikrostruktur, an diesen Effekt gedacht. Es gibt kein zweites vergleichbares Projekt. Das ist sehr einfach: Wir sind einmalig geblieben.

Dr. Christoph Neinhuis
Bezogen auf das Ziel, verschmutzungsarme oder nichtverschmutzende Oberflächen zu schaffen, sind wir sicherlich einer Konkurrenz ausgesetzt. Dieses Ziel haben viele, nur in dem Weg dahin haben wir im Moment keine Konkurrenz. Der Ansatz ist ein völlig anderer. Die anderen sind materialorientiert, aus der Technik kommend. Wir sind einem Prinzip verbunden und uns ist das Material letztendlich egal. Der Ansatz ist universeller und letztlich auch nachvollziehbarer, als das, was die Technik macht.

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Unverschmutzbare Oberflächen, das ist ein Wunschtraum seit langem. Es gibt unglaublich viele Forschergruppen und Betriebe, die alle in Richtung Chemie entwickeln: entweder vollkommen glatt oder man versucht es auch mit einer bestimmten Chemie; da gibt es wirklich optimierte Werkstoffe. Wir kommen nun als Quereinsteiger mit etwas vollkommen anderem und sagen, die Chemie ist für uns untergeordnet, es muß nur wasserabstoßend sein. Die Struktur ist das Ausschlaggebende, und wenn man diese beiden Dinge jetzt noch kombiniert, diese optimale Chemie, die teilweise existiert, mit der optimierten Struktur einer Lotusblume, dann wird man - denke ich - etwas Wunderbares schaffen.

Wie setzt sich das Team zusammen, das das Projekt erarbeitet hat. Welche Qualifikationen haben die Mitarbeiter, sind Frauen dabei?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Das Team ist eine komplizierte Angelegenheit, da es ja zunächst mal eine sehr lange Vorgeschichte gibt: Die Anfangsarbeit gehen auf die Assistentenzeit an der Heidelberger Universität zurück und die zentrale Mitarbeiterin damals war Frau Dr. Ehler, die heute am Deutschen Krebsforschungszentrum arbeitet, sich in eine völlig andere Richtung entwickelt hat. Dann ruhte das Ganze über lange Zeit, weil wir glaubten, für die Botanik etwas Neues gefunden zu haben und aber ansonsten würde das bekannt sein. Und erst hier - mit dem Ruf nach Bonn - habe ich das Projekt aufgegriffen und da kam eine Reihe von Mitarbeitern hinzu. Der zentrale Mitarbeiter ist Herr Dr. Neinhuis, der seit knapp zehn Jahren in diesem Projekt mitarbeitet und seine Doktorarbeit letztlich schon über den Lotus-Effekt, der damals noch gar nicht so hieß, gemacht hat. Wir haben natürlich eine Reihe von Diplomanden und Doktoranden in diesen Bereich einbezogen.

Dr. Christoph Neinhuis
Man muß mindestens fünfzehn, wenn nicht zwanzig Leute nennen, die mehr oder weniger, wenn auch nicht auf das Projekt hingearbeitet, doch irgendwie das Bewußtsein dafür geschaffen haben. Wenn Sie die Frage der Frauen ansprechen, kommt das so auf halbe halbe heraus.

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Das ist außerordentlich hoch, aber es war immer ein kleines Team. Diese Entwicklung entspricht wahrscheinlich nicht dem Bild einer angewandten oder jetzt angewandten Forschung. Deshalb, weil wir immer eine ganz andere Genese hatten, das ist vollkommen klar. Und - im Prinzip hatten wir keine Drittmittelförderung, wir haben alles mit der linken Hand mitgemacht. Wir haben die Grundlagenforschung gemacht und die war gut und wurde gefördert. Und das Angewandte, das war ja so skurril, das war nicht förderwürdig.

Sollten Sie den Preis gewinnen, haben Sie sich schon Gedanken gemacht, was Sie mit dem Geld machen würden?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Wir werden sicher einen Teil des Geldes dazu verwenden, um die Umsetzung weiter zu betreiben. Wir haben zwar im Moment Drittmittel, aber für einige Bereiche, z.B. die Patentierungsdinge, die enorm kostenaufwendig sind, dafür würde mit Sicherheit dieses Geld mit verwendet werden. Denn gerade das ist letztlich das Wichtige, damit nachher tatsächlich eine Anwendung garantiert ist.

Ihr Projekt wurde bereits ausgezeichnet mit dem Karl Heinz Beckurts-Preis und wird durch die Stiftung Umwelt unterstützt.

Was bewirkt die Förderung, und wie macht sich die Preisvergabe für das Projekt „bemerkbar“?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Eine Preisvergabe und/oder Förderung bringt natürlich außerordentlich viel. Zunächst einmal zur Drittmittelförderung unseres Projektes, die ist ja genauso skurril, wie das Projekt selbst. Als wir zum erstenmal etwa 1988, um eine Drittmittelförderung, damals bei der DFG nachsuchten, wurde uns gesagt, die Erforschung unverschmutzbarer biologischer Oberflächen und die Möglichkeiten der technischen Umsetzung, das sei schrecklich angewandt und würde vielleicht doch nicht in den Rahmen der Grundlagenforschung passen. Man hat uns an das BMBF, damals BMFT, verwiesen, und da wurde uns gesagt, das sei aber doch Grundlagenforschung und wir wurden- alle waren sehr wohlwollend - im BMFT im Bereich der Waldschadensforschung untergebracht. Wir haben dann über drei Jahre lang, wunderbar finanziert, in erster Linie Kiefernnadeln, Fichtennadeln und Eichblätter untersucht und konnten nur, sozusagen verschämt mit der linken Hand - heute darf ich das ja mit einem weinenden und einem lachenden Auge laut sagen - die Lotusblume mit untersucht. Ich muß sagen, unser zuständiger Kooperationspartner im BMFT hat durchaus die Relevanz gesehen und auch ein Auge zugedrückt. Es ist in der Tat so, erst seit diesem Jahr, Januar 1998, erfolgt eine wirkliche Förderung des Projektes unverschmutzbare oder biologische Oberflächen und ihre technische Umsetzung, und zwar durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Erst seit 1998, obwohl Firmen schon seit Jahren Millionenbeträge investieren, in die Umsetzung von unverschmutzbaren Oberflächen.

Und insofern ist natürlich eine Preisverleihung eine enorm wichtige Sache in doppelter Hinsicht. Einmal ist es eine moralische Stütze für uns, es ist eine Anerkennung und noch einmal die Bestätigung. Zum zweiten ist es etwas, was ein solches Projekt nach außen trägt und das ist unglaublich wichtig.

Sie können die tollsten Ideen haben und es kann auch alles richtig sein, solange diese Idee nicht eine entsprechende Akzeptanz erhält, und dazu trägt ein Preis bei, geht nichts los.

Der Bundespräsident definiert „Innovation“ als Schlüsselfunktion einer jetzt dringend notwendigen Entwicklung. Wie interpretieren Sie/Ihr Team „Innovation“ und wie sehen Sie/Ihr Team das Klima für Wissenschaft und Technologie in Deutschland heute. Wo stehen wir im internationalen Vergleich?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Zunächst darf ich noch einmal erinnern, daß ich aus der Grundlagenforschung kommend erst in den letzten Jahren mit technischen Umsetzungen und „Innovationen“ beschäftigt bin. Ich bin vielleicht hier somit gar nicht sehr fachkompetent, aber es sind mir doch mehrere Dinge klargeworden.

Ich denke, Innovationen und Innovationsforschung sind für uns als Hochindustrieland lebenswichtig. Wirklich neue, total unerwartete, also im wahrsten Sinn des Wortes „innovative“ Dinge kommen häufig aus der Grundlagenforschung, denn man kann nicht gezielt nach etwas forschen, von dessen Existenz man bislang nichts weiß. Diese Ergebnise basieren auf guter Grundlagenforschung, und deswegen bin ich zutiefst überzeugt, daß der Grundlagenforschung bei uns eine viel höhere Bedeutung zukommt als uns manche Politiker weiß machen wollen. Ich denke, das Klima für Wissenschaft und Technologie in Deutschland ist gut - aber leider häufig mit bürokratischen Dingen überfrachtet. Wir stehen im internationalen Vergleich sicher nicht schlecht, aber möglicherweise reden wir mehr über Innovation, als daß wir sie erforschen und durchführen.

Dr. Christoph Neinhuis
Es ist wichtig, daß man die Grundlagenforschung in ihrer gesamten Vielfalt erhalten muß. Mein Eindruck ist, daß wir hier dazu neigen, im internationalen Vergleich Moden nachzulaufen, und dann allzu schnell zu vergessen, daß man Altbewährtes nicht so leicht in den Geschichtsmülleimer stopfen sollte. Diese gesamte Vielfalt, die wir haben und die auch das scheinbar Antiquierte erhält und angemessen fördert muß erhalten bleibt. Dazu gehört - das ist ein gutes Beispiel - daß die altmodische Systematik, deren Verlust uns möglicherweise einmal teuer zu stehen kommt, viele Dinge hervorbringen kann, die sich am Ende als hoch innovativ herausstellen.

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Was ich mir wünsche ist eine verstärkte Bereitschaft auch in der Grundlagenforschung anwendungsorientiert zu denken. Ich plädiere nicht nur für Grundlagenforschung sondern bitte auch dafür, daß der Grundlagenforscher auch über seinen Topfrand hinausschaut. Da ist sicher nicht genügend Bereitschaft vorhanden und dazu gehört natürlich auch verstärkt Mut. Den Mut zur ‹berschreitung der Grenzen des eigenen Spezialgebietes. Auf der anderen Seite und das ist die Kritik, wünsche ich mir von Seiten der Förderorganisationen, aber auch von Seiten der Industrie eine Bereitschaft, neue, innovative Dinge ernsthaft zu prüfen. Es ist eine ungeheuer aufregende, unglaubliche Erfahrung, sie können Dinge zeigen, die faßbar, greifbar sind, die abgelehnt werden, nicht einmal ernsthaft geprüft werden, die außerhalb der Diskussion sind, weil eben das große Unternehmen wie ein Panzer seit Jahrzehnten oder noch länger eine ganz bestimmte Richtung läuft.

Die Intention des Bundespräsidenten mit der Stiftung des Deutschen Zukunftspreises war es, Zeichen zu setzen - für eine technikoffene Gesellschaft.

Wie schätzen Sie/Ihr Team diese Entwicklung in Deutschland ein?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Die Entwicklung in einem Industrieland wie in der Bundesrepublik ist schwer einzuschätzen. Zum einen haben wir eine technikoffene Gesellschaft und wie eben schon bemerkt ein gutes Klima für Wissenschaft und Technologie, manchmal sogar eine unangemessene Technikgläubigkeit. Auf der anderen Seite haben wir eine Technikfeindlichkeit, die teilweise aus dem Bereich der emotionalisierten Umweltbewegung kommt. Das ist sehr bedauerlich und wir erleben dies auch tagtäglich im Umgang mit Studenten: Chemie ist schlecht, Natur ist gut. Welch ein Unsinn. Ich denke diese Emotionalisierung muß aufgebrochen werden - das Lotus-Projekt könnte dazu beitragen.

Gibt es Wünsche oder Forderungen, die Sie an die Politik, den Gesetzgeber oder die Gesellschaft haben, um Projekte wie Ihres durchzusetzen?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Ich denke, die Forderung habe ich vorhin schon definiert, nämlich sowohl von Seiten der Förderorganisation als auch von Seiten der Industrie die Bereitschaft, innovative Projekte ernsthaft zu prüfen. Auch wenn sie auf den ersten Blick noch so sonderbar klingen. Was ich mir weiterhin als Wissenschaftler wünsche, wäre weniger Bürokratie bei der Durchführung dieser Projekte.

Es ist eigentlich ungeheuer, alle reden von Innovation, aber die Realität und die Umsetzung sieht tatsächlich ganz anders aus. Ich würde heute wirklich beinahe sagen - aus der langen Erfahrung und den Gesprächen mit vielen Kollegen aus dem Bereich der Bionik wird das bestätigt - es ist beinahe ein wenig grotesk. Es gibt genügend Beispiele von Projekten aus der Grundlagenforschung die die Möglichkeit zu revolutionären, innovativen Anwendungen tragen - sie werden aber nicht aufgegriffen.

Gibt es für Ihr Team ein gemeinsames „Motto“?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Neugierde, Neugierde und nochmals Neugierde. Möglichst das machen, was die anderen nicht machen. Es gibt so unglaublich viel, was keiner anfaßt: das müssen wir ausprobieren.

Wir würden gerne noch etwas über Sie und die anderen Beteiligten persönlich erfahren. Was gibt es außerhalb der Bionik, mit was entspannen Sie sich?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Das, was ich heute bin, wollte ich eigentlich nie werden. Ich wußte als Abiturient nicht, ob ich Biologie, Kunstgeschichte oder Architektur studieren sollte. Mit der Architektur habe ich angefangen in dem irrigen Wunsch, gleich im ersten Semester kreativ zu sein - und dann haben es mir die technischen Dinge wie Baustatik und anderes verleidet. Da bin ich gleich nach Heidelberg zur Biologie gewechselt - sie war letztlich mein Wunschtraum. Es war die Faszination von der Vielfalt von Pflanzen und Tieren. Ich dachte an wunderbare Regenwaldprojekte irgendwo in Afrika und Südamerika.

Die habe ich auch durchgeführt, die Realität sieht aber heute anders aus. Es ist doch erheblich ein Managerjob geworden - ich bin nicht unglücklich darüber. Die Arbeit in einem großen Institut, teilweise als Geschäftsführender Direktor, mit vielen Mitarbeitern, mit viel administrativer Arbeit macht trotzdem noch Spaß. Die Forschung kommt ja nicht zu kurz und die wirkliche Quelle der Inspiration ist, daß man beinahe tagtäglich etwas Neues findet und sieht. Es war ein Vergnügen gerade eben zu hören, daß die Mitarbeiter im Labor an einem Atomic-Force-Mikroskop zum ersten Mal das Wachstum von Wachskristallen bei einer vielleicht 100.000fachen Vergrößerung auf einer Pflanzenoberfläche beobachteten. Das finde ich ungeheuer aufregend und das gibt Kraft: dann vergißt man auch mal einen Tag mit Verwaltungsdingen und Drittmittelprojektbetreuung.

Früher war der Hobbybereich zu einem erheblichen Teil die Biologie. Heute mache ich hier bewußt einen Bruch. In meiner Freizeit beschäftige ich mich wenig mit biologischen Dingen. Hier entspanne ich mich mit sehr viel lesen, dem sammeln von Bildern und der Kunst- und der Kulturgeschichte. Bei den Bildern gilt meine große Liebe der klassischen Moderne, bei den Autoren u. a. Goethe, Stefan Zweig und Ernst Jünger. Im Urlaub fahre ich nach Frankreich: aber ohne Pflanzenbestimmungsbuch, dafür mit einem guten Museums- und Restaurantführer!

Dr. Christoph Neinhuis
Die Biologie - ich wollte sie auch nicht. Ich bin von Haus aus Gärtner und habe vor dem Studium drei Jahre als Gärtner gearbeitet. Nach einiger Zeit kam so ein Punkt - ich kannte im Prinzip die Sachen, die zu machen waren. Und man kann sich dann entscheiden. Entweder man wechselt dann noch in dem Bereich, Zierpflanzenbau oder Obstpflanzenbau oder so etwas, oder man stellt sich die Frage, das was mir mein Meister oder die Schule oder ein Fortbildungslehrgang nicht mehr beantworten kann, wer beantwortet mir das. Ich habe meinen Lehrbetrieb verlassen, habe im Ausland gearbeitet und diese unbeantworteten Fragen mitgeschleppt. Dann bekam ich einen Studienplatz, hier in Bonn, zeitgleich mit dem Ruf von Herrn Barthlott, hier nach Bonn. Ich habe hier angefangen zu studieren, immer noch mit dem Hintergrund, dieses Studium nur zu nutzen, um dann mit dem erweiterten Wissen wieder in die Gärtnerei zurückzugehen.

Durch eine ganze Reihe glücklicher Zufälle und einer immer wachsenden Neugier, man hört ja nie auf damit, findet immer Sachen, die einen interessieren, und dann bleibt man hängen.

Was wünschen Sie sich persönlich für die Zukunft?

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Für mich persönlich - ich glaube beinahe das gilt auch für die Mitarbeiter - wünsche ich zunächst, daß die technische Umsetzung unserer Entdeckung zügig weitergeführt wird und die umweltfreundlichen neuen Werkstoffe mit ihren erstaunlichen Eigenschaften eine gute Akzeptanz finden. Das wäre der schönste Erfolg für uns, für die Grundlagenforschung im allgemeinen, für die Bionik, aber auch für unsere Industrie-Kooperationspartner. Ich wünschte mir eine verstärkte Bereitschaft, tatsächlich umweltbewußt, innovativ und nicht technikfeindlich zu denken und vielleicht wegzukommen von diesen Emotionen, denn da sehe ich eine ganz große Gefahr. Und ich wünsche mir mehr Vertrauen in die Zukunft, vor allem für die jungen Leute.

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Lebenslauf

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott

22.06.1946
geboren in Forst, Baden-Württemberg
1953 – 1968
Schule, Abitur in Bruchsal
1968 – 1973
Studium der Biologie an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
1972
Diplom
1973
Promotion
1974 – 1980
Wissenschaftlicher Assistent am Institut für Systematische Botanik und Pflanzengeographie der Universität Heidelberg
1981
Habilitation an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
1982 – 1985
Professur an der Freien Universität Berlin
seit 1985
Professur an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Direktor am Botanischen Institut und des Botanischen Gartens
seit 1991
Ordentliches Mitglied der Akademie der Wissenschaft und Literatur zu Mainz
seit 1997
Mitglied der Nordrhein-Westfälischen Akademie der Wissenschaften
seit 1997
Gründungssekretär eines nationalen Sekretariats der UNESCO-Kommision
seit 1998
Mitglied des Nationalkomitees „Mensch und Biosphäre“

Ehrungen:

1997
Karl Heinz Beckurts-Preis für wirtschaftlich innovative Grundlagenforschung

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Kontakt

Projektsprecher:

Prof. Dr. Wilhelm Barthlott
Botanisches Institut und Botanischer Garten Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität
Meckenheimer Allee 170
53115 Bonn
Tel.: +49 (0) 228 / 73 25 26
Fax: +49 (0) 228 / 73 31 20
Web: www.botanik.uni-bonn.de

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