Partner von
Partner von

Winzige Fortschritte

Die Nanotechnologie wurde mit Milliarden Euro gefördert. Sie sollte die Welt verändern. Das hat nicht geklappt - stattdessen haben die Erkenntnisse der Forscher Einzug gehalten in die Herstellung von unspektakulären Produkten des Alltags. Zum Beispiel Skiwachs.




- Neben dem Eingang zur Fabrik klebt das ausgeblichene Bild einer Frau im Badeanzug. Draußen schmilzt der letzte Schnee, drinnen steht Markus Schütz an einem zerbeulten Dampfkessel und arbeitet mithilfe einer Nano-Tinktur am nächsten Gold für Maria Riesch. Schütz ist Entwicklungsleiter beim Skiwachs-Hersteller Holmenkol im schwäbischen Ditzingen. Er trägt Jeans statt Laborkittel und gäbe einen guten Dr. Best für Skiwachs ab. Der 43-Jährige ist überzeugt, dass Skiwachs ein Hightech-Produkt ist, das ohne Nanotechnologie nicht mehr auskommt.

So hatten sich die Forschungsminister das nicht vorgestellt. Mit Milliardensummen haben sie die Nanotechnologie gefördert. Und dann macht Schütz daraus Skiwachs. Wie konnte das passieren?

Schließlich hat kaum eine andere Technik in den vergangenen Jahren die Fantasie der Forscher mehr beflügelt. Sie galt als Schlüsseldisziplin, die die Welt verändern sollte: Nano-Arzneimittel sollten sich an Patienten anpassen, Nano-Oberflächen die Luft reinigen, Nano-Materialien nahezu unzerstörbar sein. Die Bundesregierung förderte allein im Jahr 2010 Projekte in diesem Sektor mit 400 Millionen Euro. Natürlich formierten sich in Windeseile auch Gegner, die hinter dem Kleinsten das Schlimmste befürchteten. Wie bei der Biotechnologie schien das neue Forschungsgebiet zwischen Euphorikern und Kritikern zerrieben zu werden.

Zu denen, die große Hoffnungen auf die neue Technik setzten, gehörten ein paar Verwegene aus einem universitären Spin-off (brand eins 10/2000). Ihre Firma Nanogate ist 1999 als Ausgründung aus dem Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken angetreten, die Milliarden für öffentliche Forschung in Produkte zu verwandeln. Heute ist daraus ein Systemhaus mit 80 Mitarbeitern geworden, inzwischen auch Mehrheitseigentümer von Holmenkol. Doch was nach einem schönen Erfolg aussieht, ist für Ralf Zastrau, damals wie heute Nanogate-Chef, kaum mehr als eine Etappe auf einem Weg, der nur etwas länger werden wird als gedacht. Und bis das Ziel ins Blickfeld kommt, machen sie erst einmal Skier schneller, halten Waschbecken sauber und schützen Autositze gegen Ketchup.

Wie das geht, zeigen die Wachsforscher des Spezialisten Holmenkol, die schon vor ein paar Jahren verstanden haben, was auf der 1,80 Meter langen Unterseite von Maria Rieschs Ski geschieht, wenn sie sich den Abhang hinabstürzt. Sie wussten auch, was sich auf den paar Zentimetern Skibreite abspielt, wenn Riesch sich in die Kurve legt. Was sie nicht wussten, sagt Markus Schütz, war, was zwischen Ski und Schneeoberfläche passiert, in einer Schicht, die kaum ein 5000stel so dick wie ein menschliches Haar ist, wo der Schnee dem Ski wie Schmirgelpapier zusetzt. Denn das waren Effekte im Nano-Bereich.

Auf den Labortischen von Schütz ist zu besichtigen, welche unplanbaren Folgen Technikförderung haben kann. Die Bundesregierung zählt Unternehmen wie Holmenkol zu den mehr als 700 kleinen und mittelständischen Unternehmen in Deutschland, die die Realität der Nanotech nologie in den vergangenen Jahren verändert haben. Sie hat zwar die Welt nicht gerade aus den Angeln gehoben, aber unter anderem immerhin Skifahrer viel schneller die Berge hinabfahren lassen.

An der Universität Stuttgart hatte Schütz über selbstorganisierende Schichten promoviert, kurz bevor das Nano-Etikett aus jeder Mikro-Forschung auf einmal eine Schlüsseltechnologie und aus ihm, dem gewöhnlichen Chemiker Markus Schütz, den Nano-Forscher Markus Schütz machte - Nano, die Zaubertechnologie, die scheinbar alles möglich machte. Sein Professor, ein passionierter Skifahrer, gab ihm nach der Promotion den Tipp mit Holmenkol.

Kurz darauf stand Schütz in der Produktionshalle, die ihn an eine kleine Kerzenfabrik erinnerte. An seinen Schuhen klebten blaue und rote Wachsreste. Es war so ziemlich das Gegenteil des Reinraums einer Halbleiterfertigung, von dem ein junger Nano-Wissenschaftler träumte - und doch: "Das Gefühl war da: Diese Firma erwacht aus dem technologischen Dornröschenschlaf", sagt Schütz. Holmenkol gehörte schon damals zu den Spezialisten, die überleben, weil sie zu den Schnellsten in ihrer hart umkämpften Nische gehören. Doch die Rezepturen gründeten in jener Zeit mehr auf Erfahrung als auf Forschung.

Hightech in Tuben und Döschen? Der Entwickler wird schlagartig stumm

Schütz steht vor einem Plakat, das Humphrey Bogart zeigt: "Ich schau Dir auf die Skier, Kleines", haben sie daraufgeschrieben. Bei Holmenkol brachte er zusammen, was nicht zusammengehörte.

Bevor Markus Schütz seinen Job bei Holmenkol antrat, war Schnee dort einfach nur gefrorenes Wasser, scharfkantig und aggressiv. Mithilfe seiner Nano-Perspektive sorgte er für die Voraussetzungen, damit auf diesem Untergrund nun auch besonders leichtes, flüssiges Gleiten möglich wurde, indem sich zwischen Skiwachs und Schnee ein ultradünner Film bildete. Der hält das Wachs im Gleichgewicht. Welche Gesetze hier gelten, das haben sich die Wachsforscher erst in den vergangenen Jahren allmählich erschlossen.

Kurz danach gab es die Neuheit zu kaufen. Aus den schwäbischen Wachsmischern ist so in nur neun Jahren ein Hightech-Unternehmen geworden, ein Spezialist für Sportoberflächen aller Art, die sich mithilfe der Nanotechnologie verbessern lassen.

In seinem Labor testet Schütz jedes Jahr unzählige Substanzen auf ihre Skiwachstauglichkeit. Das Labor ist ein kleiner Raum mit angequetschten Tuben, Gläsern und Döschen. Auf allen stehen Nummern, und in einem dieser Behältnisse könnte sich der nächste Weltcup-Sieg verbergen. Das ist sogar ziemlich sicher, denn 47 Nationalteams sind Kunden von Holmenkol, und ohne Nano geht im Skirennsport nichts mehr.

"Noch hat die Konkurrenz nicht herausgefunden, wie wir mit unserem Erfolgsrezept das Wachs leistungsfähiger machen", sagt Schütz, öffnet die Tür seines Labors und geht in die Produktionsräume. Bewundernd spricht er über die Vorzüge seiner Mixtur aus weißen Wachsflocken und gelblichen Wachsplatten, die sich in einem zerbeulten 450-Liter-Kessel befinden.

Wenn Schütz erzählt, vereinen sich alte Hoffnungen und Rückschläge der Technologie in diesem unscheinbaren Kessel. Das Wachs, das sie einst so gut zu kennen meinten, ist jetzt Träger für Partikel, die nur einen milliardstel Meter messen, und erst sie machen aus dem Gleitmittel eine vollständig wasserabweisende Oberflächenbeschichtung, die sich unterschiedlichen Schneeverhältnissen anpasst. Aus welchen Materialien diese Partikel sind, das gehört zu den größten Geheimnissen. Da wird der stolze Wachsentwickler schlagartig schweigsam. Schließlich kostet ein kleines Döschen, 25 Gramm vom "Speed Powder Hybrid", 140 Euro. "Das reicht bei sparsamer Verwendung für fünf Paar Ski", sagt Schütz. Das sind, je nach Fahrer, fünf Rennen, ein paar Tage oder ein Winter. Das herkömmliche Wachs in Riegeln für neun Euro stellt Holmenkol immer noch her, sicher ist sicher. Aber für die Hälfte des Umsatzes sorgen die neuen Produkte. Langfristig soll der Anteil auf 80 Prozent steigen. Produkte für andere Sportarten sollen folgen.

Im 200 Kilometer von Dietzingen entfernten Örtchen Quierschied-Göttelborn, gleich hinter Hühnerfelde - und wem das nichts sagt: nördlich von Saarbrücken - steht Nanogate-Chef Ralf Zastrau am Fenster und sieht auf den überdimensionalen Förderturm IV, den modernsten und jüngsten Kohleförderturm Deutschlands und ein mächtiges Mahnmal verfehlter Wirtschaftsförderung. Zastrau könnte sich über den Erfolg seiner Holmenkol-Beteiligung freuen. Und das tut er sicher, aber es ist ihm nicht genug.

Der 45-Jährige, ein groß gewachsener Mann mit stoischem Optimismus, glaubt ungebrochen an die Nano-Ära, die seit zwölf Jahren auf sich warten lässt. "Wir hatten viele Ideen, aber zunächst kein einziges fertiges Produkt", erinnert er sich an die Anfangsjahre, in denen er, selbst kein Wissenschaftler, als Geschäftsführer zum Start-up kam. "Die einzige Zahl aus dem Businessplan, die noch stimmte, war damals die Seitenzahl." Heute stellt seine Firma unter anderem die Wunder-Tinktur her, mit der Holmenkol daran arbeitet, immer bessere Skiwachse zu erfinden. Und Ralf Zastrau weiß durchaus zu trennen zwischen Visionen und Geldverdienen. "Wir wollen weiter wachsen und Europas führender Anbieter von Hochleistungsoberflächen werden", sagt er.

Man wird doch wohl noch träumen dürfen. Ein Waschbecken ist erst mal besser als nichts

Die Labore des Unternehmens sind in den Umkleideräumen einer einstigen Schulsporthalle untergebracht. Hier entwickeln sie, was den Alltag revolutionieren soll. "Von der Forschungsförderung ist unser Geschäft völlig unabhängig", sagt Zastrau. Immer schwingt in seinen Sätzen die Ernüchterung mit, dass sie zwar eine spektakuläre Technologie haben, sich aber niemand mehr nach Ende des Nano-Hypes am Anfang des Jahrtausend darum schert, wie sie überhaupt funktioniert. Es brauchte eine Weile, bis sie sich damit abgefunden hatten.

"Lehrbuchhaft ist alles einfach", sagt Zastrau, "mit der Umsetzung taten wir uns wie viele andere Gründer schwer." Als Erstes beschichteten sie ein Waschbecken, und das war wahrscheinlich ihre Rettung: Die kratzfeste Beschichtung für Duravit war nicht die ausgefallenste und keine revolutionäre Lösung, aber ein Serienprodukt. Vorzeigbar - und vor allem verkäuflich.

Nanogate hat sich auf Oberflächen spezialisiert, die durch eine Beschichtung mit feinen Partikeln kratzfest, leicht zu reinigen oder undurchlässig für Sonnenlicht werden. Dazu haben sie einen Baukasten aufgebaut, aus dem sie neue Rezepturen für die Kunden entwickeln.

Mehr als 200 Produkte haben es in die Serienfertigung geschafft. Die meisten sind viel langweiliger als die Träumereien aus den Anfängen von vor zwölf Jahren: ein Waschbecken, ein Helmvisier, das Skiwachs. "Wir forschen nicht. Wir entwickeln konkrete Anwendungen, die dem Kunden Mehrwert bieten", sagt Zastrau. Die Wissenschaftler mussten erst betriebswirtschaftlich denken lernen. Dazu gehört auch, sich von lieb gewonnenen Ideen zu verabschieden, wenn es keinen Auftraggeber gibt.

Zastrau steht jetzt in der ehemaligen Turnhalle, öffnet eine blaue Kunststoffkiste und greift ein Teil heraus. Es ist der Filter einer Kläranlage, ein armlanges Metallrohr, durchlöchert wie ein Sieb. "Mit unserer Technologie kann dieser Filter besser filtern, länger filtern, umweltfreundlicher filtern, je nachdem", sagt er. "Dem Kunden kommt es auf das Ergebnis an und nicht, wie wir das im Detail erreichen. Wie beim Coca-Cola-Konzentrat bekommt der Kunde das fertige Produkt. Die genaue Rezeptur behalten wir."

Ausgerechnet die Wachs-Produktion in der schwäbischen Provinz hatte sich Zastrau ausgesucht, um nach dem Waschbecken die Partikel schnell in das nächste Produkt umzusetzen. Nanogate hatte die Rezeptur für das neue Skiwachs. Doch es fehlte die Glaubwürdigkeit im Sport. Die hatte Holmenkol. Als das Skiwachs auf den Markt kam, steckten Abermillionen öffentlicher Forschungsförderung und rund 15 Millionen Euro Wagniskapital in Nanogate, unter anderem vom Finanzinvestor 3i. Heute hält Nanogate die Mehrheit am Skiwachs-Spezialisten, über den Rest verfügt ein nur in diesem Hightech-Sektor tätiger Investor: der Wagniskapitalgeber Nanostart.

Die Technik hat unbemerkt den Alltag erobert. Oft steht nicht einmal mehr Nano drauf

"Nano, das ist eher Evolution, als dass jemand einen Schalter umlegt", sagt Zastrau. "Darin zeigt sich eine grundlegende Veränderung im Innovationsprozess." Euphorisch macht ihn das Skiwachs immer noch nicht. Aber er hat sich damit arrangiert. Schmiermittel, damit Maschinen weniger Energie verbrauchen, oder eine Heizung mit energiesparender Nano-Beschichtung, das sei nicht trivial, bringe großen Nutzen und sei wirtschaftlich attraktiv. Darüber gerät Zastrau ins Schwärmen, sogar ins Träumen. "Skisport ist ein begrenzter Wachstumsmarkt", sagt er, "aber was wir am Ski lernen, übertragen wir erfolgreich auf andere Sportbereiche."

Konzerne wie ABB, Opel, BMW und Bosch gehören zu den Kunden von Ralf Zastrau. Aber die meisten sind Mittelständler. Ob Lackhersteller, Medizintechniker, Beschichter, Betonhersteller oder Skiwachs-Spezialisten. Sie alle arbeiten mit Nanotechnologie ohne milliardenteure Apparate und Großforschungsetats. Ihre Anwendungen sind oft einfach und gerade deshalb schnell umzusetzen.

So ist die Nanotechnologie still und leise in viele Bereiche eingezogen. Oft steht nicht einmal mehr Nano drauf, wo Nano drin ist, sei es, um der Konkurrenz nichts zu verraten oder um die Anwender nicht aufzuschrecken. Nanogate will damit in diesem Jahr 25 Millionen Euro umsetzen.

Bisher kamen moderne Verfahren zuerst in Hightech-Produkten zum Einsatz. Am Beispiel Nano hat sich gezeigt, wie eine hoch geförderte Schlüsseltechnologie zuerst den Alltag erobert. Noch während die Grundlagenforschung anlief, wurde die Anwendungsforschung gefördert.

Der Nanotechnologie geht es wie der Informationstechnologie im vergangenen Jahrhundert: Sie verbreitet viel weniger Glanz als erwartet. Zastrau ist Optimist geblieben. "Die meisten Dinge, die wir heute machen, funktionieren auch", sagt er. Die neue Technik wird kommen, und wo sie Einzug hält, will er dabei sein.

"Wo wir einmal in der Serienfertigung sind, entstehen langfristige Kundenbeziehungen", sagt er. Sie sind längst nicht mehr ungestüme Visionäre, sondern ganz normale Mittelständler.

Über die einstigen Versprechungen einer Wundertechnik zerbricht sich Markus Schütz nicht den Kopf. "Ich war auch an der Universität keiner, der abstrakt im Nebel herumstochert", sagt er. Er beschäftigt sich lieber damit, dass Skiwachs, aufgetragen in einer hauchdünnen Schicht, zwei widersprüchliche Funktionen zu vereinen habe: Es muss am Ski haften, aber an seiner Oberfläche soll alles abperlen.

Um das Skiwachs aus Nano-Perspektive zu verstehen, arbeitet Holmenkol mit Wissenschaftlern wie Professor Matthias Scherge vom Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik zusammen, der sich auch mit Maschinenbau-Schmierung beschäftigt. "Das richtige Wachsen der Skier war ja eher eine Erfahrungswissenschaft", sagt Scherge, "aber was die alten Hasen, die seit 20, 30 Jahren Skier wachsen, im Fingerspitzengefühl haben, sind Veränderungen der Wachsoberfläche im Nano-Bereich."

Die Fraunhofer-Forscher entlockten den Fachleuten die Geheimnisse ihres Handwerks. "Die Erkenntnisse aus dem Wachsen der Skier lassen sich auf die Medizintechnik übertragen. Künstliche Gelenke können auch nicht mit Öl geschmiert werden, und der Skisport ist natürlich gute Werbung für die Mikro-Reibungswissenschaft", sagt Scherge.

"Wir haben gerade ein Wachs getestet, das Geschwindigkeitsvorteile von sieben, acht, zehn Prozent bringt", sagt Markus Schütz. Das könnte prahlerisch klingen. Doch Schütz bleibt ganz der zurückgenommene Wissenschaftler. Das Unternehmen testet die neuen Wachse zunächst mit Profisportlern, und erst dann kommen sie auf den Markt für Freizeitsportler. Sieben Prozent schneller, das wäre in der Welt des Skirennsports ein riesiger Sprung.

"Das Nano-Wachs war seiner Zeit weit voraus. Damals mussten wir gegen Windmühlen kämpfen", sagt Schütz. Es war nicht so, dass der Skisport auf die Innovation gewartet hätte. Damit machte Holmenkol die Erfahrung vieler Unternehmen: Das Nano-Label ist fürs Image nicht unbedingt förderlich. Damit die Nanotechnologie im Wachs bleibt, durfte das Wachs nicht mehr als Block, sondern musste in Pulverform hergestellt und verkauft werden. Auch deshalb war das neue Produkt zu Beginn eher ein Flop.

Die Nanotechnologie hat die Labore längst verlassen. Vor Wettkämpfen füllt Schütz Laborproben für Sportler ab. "Nummernwachs" nennt er es, weil die Dosen nur eine kryptische Labornummer tragen. Bei Holmenkol bestimmen nicht mehr wissenschaftliche Visionen, sondern die Ergebnisse des Ski-Weltcups über die nächsten Schritte. -