Von Farben, Flecken und wichtigen Fragen

Die lange ignorierte Frage „Wie geht Blau trotz Rot?“ hatte sich folglich im Sinne der Wissenschaft doch als „richtig“ und „wichtig“ entpuppt – nicht zuletzt, weil damit zugleich unmittelbare technische Anwendungen auf der Hand liegen. So erwähnt auch Middelton, dass der Bedarf an derartigen natürlichen Strukturfarben groß sei. Das Prinzip der Heidelbeer-Farbbeschichtung könne beispielsweise für ungiftige Make-up-Farbstoffe, als essbarer Folien-Ersatz auf Lebensmitteln, als nachhaltiger und umweltfreundlicher UV-Schutz oder auch als Farbstoff für Solarzellen verwendet werden.

Das Ganze ist also ein schönes Beispiel dafür, dass die von reiner Neugier getriebene Grundlagenforschung aus einfachen Alltagsbeobachtungen immer wieder ungeahnte Erkenntnisse mit hohem technischen Anwendungspotenzial gewinnen kann. Vorausgesetzt, sie stellt die richtigen Fragen – und lässt sie nicht unerkannt links liegen.

Das Geheimnis der Kaffeetropfen

Nehmen wir ein anderes, vielleicht noch schöneres Beispiel für dieses Muster: Wer Kaffee trinkt, wird auch den Kaffeeringeffekt kennen – wenigstens als Beobachtung. Oder haben Sie etwa noch nie die ringförmigen Ablagerungen wahrgenommen, die verschüttete Kaffeetropfen beim Trocknen auf allen möglichen Oberflächen hinterlassen? Womöglich mag der eine Forscher oder die andere Wissenschaftlerin in solch einem Moment sogar mal aufgemerkt haben – etwa nach dem Motto: „Hey, das ist schon irgendwie interessant, welche Muster der Kaffee hier macht.“ Tiefgehender hatten sich Forschung und Wissenschaft mit dieser Frage jedoch lange Zeit nicht beschäftigt – obwohl nach einer kürzlich erhobenen Umfrage gerade in diesem Berufszweig sehr viel Kaffee getrunken und wohl auch verschüttet wird.

Erst Ende der 1990er-Jahre untersuchten Robert Deegan und Kollegen von der University of Chicago, wieso die Flecken, die von getrockneten Kaffeetropfen zurückbleiben, ausgerechnet an den Rändern dunkler waren – statt gleichmäßig gefärbt, wie man das eher erwarten würde. Sie fanden heraus, dass während der Verdunstung nach außen gerichtete Kapillarflüsse die Schwebeteilchen des Kaffeesatzes bei gleichbleibender Tropfenfläche stets nach außen treiben. Am Ende konnten sie mit ihren Kaffee-Daten sogar ein mathematisches Modell formulieren, das die Verdunstung kolloidaler Flüssigkeiten, also Flüssigkeiten mit sehr fein verteilten Partikeln, allgemeingültig beschreibt. Der von Deegans Team darüber verfasste Artikel wurde bis heute knapp 7.000-mal in Folgearbeiten zitiert. Ein klares Zeichen, wie wichtig diese Erkenntnis am Ende war.

Inzwischen basieren viele Anwendungen darauf, dass kolloidale Flüssigkeiten gleichmäßig auf der von ihnen bedeckten Fläche eintrocknen – zum Beispiel der Tintenstrahldruck. Und tatsächlich hatten viele Ingenieure schon lange gegen die störenden Einflüsse dieses Kaffeeringeffekts gekämpft. Eine echte Lösung hatten sie bis dahin jedoch nicht gefunden. Die offenbarte sich ihnen erst, als sich neugierige Grundlagenforscher über Kaffeeflecken gewundert hatten – und den Ingenieuren mit ihren Erkenntnissen den Schlüssel dazu lieferten.

Somit sollten diese beiden Beispiele – Heidelbeer-Blau und Kaffeeflecken – auch als Warnung dienen. Denn seit Jahrzehnten versuchen Forschungspolitiker, der vermeintlich zweckfreien Grundlagenforschung immer mehr Fördergelder abzuziehen, um sie umso stärker der sogenannten angewandten Forschung zuzuführen. Den Boden für solche Erfolgsgeschichten würde man damit aber immer weiter austrocknen.