Wunderstoffe

Verblüffend, lehrreich und unterhaltsam

02.12.2016

Wir sind umgeben von Materialien, die so selbstverständlich sind, dass wir uns kaum Gedanken über sie machen. Dabei war es oft ein langer Weg, bis wir lernten, sie nach unseren Bedürfnissen umzuformen. Diese Stoffe prägen unsere Zivilisation, schreibt der Materialwissenschaftler Mark Miodownik. In seinem fabelhaften Buch Wunderstoffe zeigt er uns, wie komplex, faszinierend und vielseitig diese Stoffe sind, welche Eigenschaften sie besitzen und wie es gelang, ihre Geheimnisse zu lüften. Zehn Materialien stellt er vor: Alltägliches wie Papier, Plastik, Stahl, Beton, Glas, Graphit und Porzellan, Spezielles wie Implantate und das seltene Aerogel, das in der Weltraumforschung verwendet wird, und ein Lebensmittel: Schokolade. Für dieses Buch wurde Miodownik unter anderem mit dem Royal Society Winton Prize for Science Books ausgezeichnet. Wunderstoffe in Miodowniks Leben Seine Leidenschaft für Materialien begann nach dem Angriff mit einer Rasierklinge in seiner Jugend. Dieses hauchdünne Teil konnte mühelos mehrere Schichten Kleidung durchdringen. Seitdem ist er den Geheimnissen der Werkstoffe auf der Spur. Er ist Professor für Materialwissenschaften am University College in London. Um die Öffentlichkeit für sein Lieblingsthema zu begeistern, arbeitet er häufig mit verschiedenen Kunstmuseen und der BBC zusammen. In seinem Buch beginnt Miodownik oft mit einer persönlichen Anekdote. Beim Thema Porzellan erzählt er vom Teeservice, das seine Eltern als Hochzeitsgeschenk erhielten – mittlerweile ist es auf eine Tasse geschrumpft. Papier hat in seiner Familie einen hohen Stellenwert wegen der Briefe und offiziellen Ausreisedokumente aus der Zeit der Emigration von Deutschland nach Großbritannien. Implantate sind für ihn wichtig, da er seit einem Unfall Titanschrauben im Knie besitzt – der perfekte Anlass, um den medizinischen Fortschritt bei Prothesen und Transplantaten zu skizzieren. Diese persönlichen Geschichten wecken Neugier für die Materialien, denen wir alle ständig begegnen. Schokolade – Auf der Suche nach dem perfekten Schmelzpunkt Ein besonders komplexes Material ist Schokolade. Miodownik ist ihr verfallen! Auch für mich ist sie unverzichtbar. Daher habe ich dieses Kapitel mit besonderer Faszination gelesen! Kakaobohnen sind das Ausgangsmaterial. Sie stammen ursprünglich aus Mittelamerika. Wie Mark Miodownik im Selbstversuch feststellte, schmecken diese Bohnen absolut ekelhaft. Selbst Dinosaurier dürften sie ausgespuckt haben, spekuliert er scherzhaft. Erst nachdem die Bohnen gefault, vergoren, getrocknet und geröstet wurden, kann man daraus ein schmackhaftes Produkt machen. Dann wird es richtig kompliziert. Die Kristallstruktur der Kakaobutter muss so manipuliert werden, dass die Schokolade erst im Mund schmilzt, also bei ca. 34 Grad. Nun steht einem sinnlichen Geschmackserlebnis nichts mehr im Weg. Es beginnt mit dem richtigen Knacklaut beim Brechen der Schokolade. (So etwas erforschen Psychophysiker.) Miodownik macht einem den Mund wässrig, wenn er die Wirkung eines Stücks Zartbitterschokolade beschreibt: "Die Versuchung ist groß, das Stück zu zerkauen, aber widerstehen Sie und erleben Sie, was dann passiert: Der Brocken nimmt die Wärme Ihrer Zunge auf und wird plötzlich weich. Während sich die Schokolade verflüssigt, werden Sie feststellen, dass sich Ihre Zunge mit einem Mal kühler anfühlt, und dann spüren Sie, wie eine Woge von süßen und bitteren Aromen Ihren Mund durchflutet. Es folgen fruchtige und nussige Eindrücke, und schließlich fließt ein erdiger Geschmack des Hals hinab. Einen seligen Moment lang sind Sie im Banne des köstlichsten Materials, das je ein Mensch hergestellt hat." Das Zusammenspiel von Konsistenz, Temperatur, Geruch und suchtauslösenden Inhaltsstoffen wie Koffein, Theobromin und Cannabinoide sorgt für den umfassenden Genuss. Ich war absolut hingerissen von der Chemie der Schokolade! Wunderstoffe und ihr Einfluss auf die Zivilisation Mark Miodownik stellt faszinierende Zusammenhänge zwischen den Materialien und den Fortschritten der Menschheit her. Schon seit Jahrtausenden werden Werkstoffe erforscht und perfektioniert. Einfache Keramiken, die Vorstufe unseres edlen Porzellans, waren eine Bedingung für die Sesshaftwerdung der Menschheit: "Ohne diese Gefäße wären Landwirtschaft und Siedlungen undenkbar gewesen, und das, was wir heute Zivilisation nennen, hätte sich nie entwickeln können." Die Menschen haben früh erkannt, dass Gesteine wie Malachit sich durch Erhitzen verändern und bearbeiten lassen. So entsteht Kupfer. Der Bau der ägyptischen Pyramiden war nur dank Werkzeugen wie dem Kupfermeißel möglich. Durch Experimentieren mit anderen Gesteinen und Legieren mit weiteren Stoffen entstanden immer robustere Metalle. Auf dem Gebiet der Optik waren Japan und China lange Zeit im Rückstand. Da sie kein Interesse an Glas hatten, erfanden und benutzten sie zunächst auch keine Mikroskope und Teleskope. Die europäische Medizin, Astronomie und andere Wissenschaften hingegen profitierten von den Möglichkeiten des Glases. Und was wäre unsere Kultur ohne Kino? Dafür war die Erfindung von Kunststoffen nötig, denn aus Zelluloid konnte man die Filmrollen herstellen. Diese kleinen Einblicke in die Wissenschafts- und Technikgeschichte sind äußerst spannend. Die geheimnisvollen Eigenschaften der Wunderstoffe Die Menschen lernten die Kraft des Feuers zu nutzen. Sie experimentierten mit verschiedenen Bearbeitungstechniken und kombinierten die Materialien. So konnten aus einfachen Ausgangsstoffen wie Holz, Sand oder Kalkstein nützliche Produkte hergestellt werden. Kleine Unterschiede in der Kristallstruktur ergeben bei dem gleichen Ausgangsstoff völlig unterschiedliche Materialien. Bestes Beispiel ist das Element Kohlenstoff, das je nach den chemischen Bindungen, die es eingeht, ein harter Diamant, eine weiche Bleistiftmine oder das ungewöhnliche Graphen sein kann. Beton entsteht - vereinfacht gesagt, indem man Gestein pulverisiert und durch Hinzugabe von Wasser wieder in Gestein verwandelt. Doch dieses Gestein kann in jede beliebige Form gegossen werden. "Es ist nicht nur eine Bautechnik, sondern eine ganze Philosophie," schreibt Miodownik. Besonders flexibel ist mit Stahl verstärkter Beton. Hättet Ihr gedacht, dass Gebäude aus Stahlbeton atmen und einen Tag-Nacht-Rhythmus haben? Dieses Ausdehnen und Wiederzusammenziehen muss beim Bau natürlich berücksichtigt werden, sonst sind Gebäude instabil. Erst im 20. Jahrhundert konnte man die Geheimnisse vieler Stoffe lüften, ihre genaue chemische Zusammensetzung, die Kristallstruktur und ihre physikalischen Eigenschaften. Heute kann man bis zur atomaren Ebene dieser Stoffe vordringen und sie so beeinflussen, dass immer effizientere Werkstoffe entstehen. Verblüffend, lehrreich und unterhaltsam Mark Miodownik vermittelt sein Fachwissen über die Wunderstoffe mit Humor und Erzähltalent. Ich habe sein Buch mit großem Vergnügen gelesen!

Faszinierend

25.10.2016

Vor einiger Zeit habe ich ein Buch darüber geschrieben, wie man sehr jungen Kindern naturwissenschaftliche Phänomene näherbringen kann. Im Grunde ging es mir darum, Erzieherinnen zu motivieren, selbst öfter mal genauer hinzusehen, was um sie herum passiert und nachzufragen, warum es so ist. Neugier ist das, was uns alle antreibt. Ohne Neugier würden wir vermutlich nur wenig lernen. Mark Miodownik beschreibt in der Einleitung seines Buches sehr anschaulich, wie sein Interesse an Materialien geweckt wurde. Er hat schließlich "Materialwissenschaften" studiert (gibt es das in Deustschland auch?) und eine Materialbibliothek aufgebaut (die größte, so meint er, ist unsere Welt). In seinem Buch "Wunderstoffe" erzählt er von verschiedenen Materialien, ihren Wandelbarkeiten, ihren Beonsderheiten und den Entwicklungen, die sie durch Wissenschaft und Technik durchlaufen haben. Durch seine angenhem direkte Erzählweise und viele praktische Beispiele gelingt es ihm, den Leser zu packen. Man will wissen, was Bleistifte mit Kanonenkugeln zu tun haben und wie es kam, dass japanische Teezeremonieen entstanden.