Endlich Licht: Deutscher Zukunftspreis wird vergeben

Niemand mochte diese Energiesparlampen. Und umweltfreundlich sind sie mit dem Quecksilbergehalt auch nicht. Aber es gibt eine Alternative: LED-Lampen, die nun sogar aussehen wie die gute alte Glühlampe - und ähnlich warmes Licht verbreiten.

Endlich Licht: Deutscher Zukunftspreis wird vergeben
Daniel Karmann Endlich Licht: Deutscher Zukunftspreis wird vergeben

Die Entwicklung der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und des Unternehmens Philips in Aachen ist für den Deutschen Zukunftspreis nominiert - mit zwei anderen Projekten, die Licht als energiereichen Strahl ganz anders einsetzen: zum Schneiden, Bohren und Schmelzen von Material.

Bundespräsident Joachim Gauck verleiht den mit 250 000 Euro dotierten Preis am 4. Dezember in Berlin. Die Entscheidung fällt erst kurz davor. «Ich bin selbst gespannt, wer von Ihnen das Rennen macht», sagte der Jury-Vorsitzende Ferdi Schüth bei der Vorstellung der Projekte im Oktober in München. Kriterien für den Preis sind Innovation sowie Markt- und Zukunftsfähigkeit. Das erfüllen alle Projekte. Die Technologien sind im Alltag etabliert. Sie stecken in Heizungen, Smartphones, Autos, Medizinprodukten wie Stents - oder eben Lampen.

Der Zukunftspreis wurde bisher 16 Mal vergeben. «Das waren alles erfolgreiche Innovationen, die sich am Markt behauptet haben - und dafür gesorgt haben, dass Deutschland besser in der Krise Bestand gehabt hat als viele andere Länder», sagte Schüth. Dass alle drei Nominierungen mit Licht zu tun haben, liege nicht daran, dass «die Jury eine "hidden agenda" gehabt hätte». Jedoch verdrängten optische vielfach mechanische Verfahren. Aus dem Bereich seien «eine ganze Reihe ausgezeichneter und sehr spannender Vorschläge» eingegangen.

Die LED-Lampen von Philips sind längst in Baumärkten zu haben und werden weltweit in Haushalten, Büros oder Hotels angeknipst. Dabei war bei der Entwicklung der neuartigen Leuchtstoffe die spätere Verwendung völlig unklar. «Wir wollten Grundlagenforschung machen. Wir wollten in die Lehrbücher kommen», sagt Teamsprecher Wolfgang Schnick vom Lehrstuhl für Anorganische Festkörperchemie an der LMU. Es sei um neue synthetische Materialen gegangen. Aus Silizium, Stickstoff und geringen Mengen Europium entstanden Nitridosilikate.

Als erstes fiel den Forschern die strahlend orange Farbe der neuen Materialien ins Auge. Eine Anwendung als farbiges Pigment fiel wegen des hohen Preises für Europium aus. Mit Philips ergab sich dann die Verwendung in LED-Lampen, die nun ein angenehmes Licht mit natürlich warmen Ton erzeugen.

Die neuen Lampen kosten etwa 15 Euro. Aber sie halten zehn Jahre und verbrauchen ein Fünftel der Energie von Glühlampen. Binnen zehn Jahren könne der Verbraucher mit einer Lampe 140 Euro sparen - und das Klima schützen, rechnet Schnick vor. Bis zu 16 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs könnten gespart werden. «Ich denke, dass wir wirklich einen hervorragenden Beitrag zur Energiewende leisten».

Als Werkzeug setzen die beiden anderen Projekte Licht ein. Forscher der Friedrich Schiller-Universität Jena sowie der Firmen Bosch in Schwieberdingen und Trumpf Laser in Schramberg haben ultrakurze Laserpulse zu einem neuen Instrument für die industrielle Massenfertigung entwickelt. Ob Metall, Glas, Plastik oder Diamant - extrem energiereiche Lichtblitze von Billionstelsekunden Dauer ermöglichen das extrem feine Bearbeiten des Materials, ohne dass dabei Ungenauigkeiten wie Grate oder Wölbungen zurückbleiben.

Herkömmliche Laser ließen das Material oft unkontrolliert schmelzen. Bei der neuen Methode sind die Laserblitze so kurz, dass das nicht passiert. Das Material wird in Sekundenbruchteilen auf rund 6000 Grad erhitzt und verdampft schlagartig ohne störende Reste.

«Wir können Material sauberer und präziser bearbeiten als jemals zuvor», sagte Jens König von Bosch. Handydisplays, Einspritzdüsen für sparsame Motoren und Heizungen sowie Medizinprodukte wie Stents: «In den letzten zwei Jahren ist es gelungen, damit richtig viele Produkte herzustellen», sagte König. «Wir wissen noch gar nicht, was wir mit der neuen Technik noch alles herstellen können. Wir sind uns aber sicher, dass es eine Zukunftstechnologie für Deutschland ist.»

Ebenfalls mit neuer Lasertechnik hat Coherent LaserSystems in Göttingen die Herstellung von hochauflösenden Displays und Fernsehern revolutioniert. Hier soll das auf Glas aufgebrachte Silizium sogar schmelzen. «In der Abkühlphase wird daraus eine geordnete Kristallstruktur», erläuterte Rainer Pätzel von Coherent LaserSystems bei der Nominierung im Oktober. Die dünnen Schichten aus kristallinem Polysilizium sind Voraussetzung für gestochen scharfe Displaybilder mit höchster Pixeldichte. Die Technik steckt in neuen Smartphones.

Das Verfahren basiert auf energiereichen kurzen Pulsen von ultraviolettem Licht. Damit lassen sich mehrere Quadratmeter große Glassubstrate bearbeiten und große Mengen von Displays produzieren.

Gerade drängt eine neue Display-Generation auf den Markt: Oled. Die organische Leuchtdiode strahlt und braucht weniger Strom. Nach Smartphones gibt es nun erste Fernseher mit der zukunftsweisenden Technologie. Pätzel: «Die Optik ist fantastisch, das Preisschild aber noch abschreckend - daran arbeiten wir.»