Von wegen Luftnummer: "Das goldene Zeitalter der Schäume ist da"
Schaum. Viele verbinden mit diesem Begriff Trivialitäten, vergessen jedoch dabei wie praktisch er ist.
Foto: FotoliaWiebke Drenckhan ist eine professionelle Schaumschlägerin. Nein, sie ist keine Politikerin, Werberin oder Beraterin, denen Lästerer gerne nachsagen, allzu oft Luftnummern zu produzieren. Die preisgekrönte Physikerin hat ihre wissenschaftliche Karriere einem blasigen Phänomen gewidmet: dem Schaum.
In ihrem Labor an der Universität Paris-Süd tupft die 37-Jährige einen Finger vorsichtig in Seifenschaum, den ein Mitarbeiter mit Druckluft produziert hat. Wie lange bleibt die Masse steif, wie fließt sie, wie groß sind die Bläschen? Die gebürtige Greifswalderin hat in Rostock und im neuseeländischen Christchurch studiert, in Dublin promoviert und arbeitet nun in Paris.
Für ihre Forschung interessieren sich Unternehmen wie der Düsseldorfer Henkel-Konzern und der französische Kosmetikriese L’Oréal. „Das goldene Zeitalter der Schäume ist angebrochen“, ist Drenckhan überzeugt. Ihre Begeisterung ist so groß, dass kein Geburtstag ihrer zwei Kinder ohne Schaumschlacht verläuft und sie regelmäßig Schulklassen für die Wunderwelt der winzigen Bläschen zu interessieren versucht.
Umso mehr, als diese Welt längst nicht mehr bloß aus Wasser und Seife besteht: Ob Plastik, Keramik, Glas oder Metalle und sogar Käse oder Schokolade – alles wird aufgeschäumt. Bisher allerdings waren das meist Nischenanwendungen – ob bei Mousse au Chocolat oder der schaumigen Waschlauge aus dem Seifenspender.
Nun aber ist Schluss mit eher zufälligen Schöpfungen, bei denen Köche oder Entwickler ihre luftigen Produkte im Wechselspiel aus Versuch und Irrtum kreierten. Der Funktionsschaum der Zukunft ist das Ergebnis komplexer Computersimulation – Materialwissenschaft auf Bläschenniveau sozusagen.
Schaum ist ein vielseitiger Werkstoff
Denn dank des immensen Leistungsschubs der IT sind Wissenschaftler wie Wiebke Drenckhan und ihre Kollegen in den Laboren weltweit jetzt in der Lage, Eigenschaften von Schäumen am Computer vorauszuberechnen. Sie können jede einzelne Pore simulieren und so maßgeschneiderte Werkstoffe schaffen – egal, ob für den Einsatz in Architektur, im Fahrzeugbau, in der Kosmetik oder in der Lebensmittelbranche.
Und seit die chaotisch geformten Schäume berechenbar sind, steigt die Nachfrage rasant. Weil Schäume zu 90 Prozent aus Löchern bestehen, sind sie leichter, benötigen weniger Rohstoff bei der Produktion und enthalten als Nahrungsmittel weniger Kalorien als herkömmliche Lebensmittel.
Schaum kann elastisch sein wie eine Matratze oder hart wie Beton. Er kann Hitze horten oder Schall komplett verschlucken. Er kann Autofahrer bei Unfällen schützen und in geselliger Runde das Bier kühl halten.
Internet der Dinge
Die Verknüpfung aller Gegenstände ermöglicht es, sie über Datennetze zu orten, zu kontrollieren und zu koordinieren
Wichtige Anwendungen: Intelligente Steuerung globaler Logistikketten und des Verkehrs; medizinische Ferndiagnosen; Gebäudeautomation; sich selbst optimierende Fabriken
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 207 Milliarden = 4,8 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 4/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 3/4
Automatisierung Wissensarbeit
Lernende Softwaresysteme erkennen Zusammenhänge, analysieren Probleme und ziehen daraus Schlussfolgerungen
Wichtige Anwendungen: Erledigung von Aufgaben in Büro und Verwaltung; Abwicklung von Dienstleistungen; Erstellung von Entscheidungsvorlagen; medizinische Diagnosen
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 207 Milliarden = 4,8 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 4/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 3/4
Fortgeschrittene Robotik
Roboter bauen sich selbst, finden sich in der Umwelt zurecht und stellen sich auf den Menschen ein.
Wichtige Anwendungen: Industrielle Produktion; Chirurgie; Pflege; vielseitige Helfer im Alltag, etwa beim Putzen oder Rasenmähen
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 175 Milliarden = 4,0 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 4/4
Alternative Antriebe
Elektro-, Brennstoffzellen- und Wasserstoffantrieb oder Hybridlösungen.
Wichtige Anwendungen: Privat und gewerblich genutzte Fahrzeuge; Fuhrparks; Busse; Schiffe und Flugzeuge
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 111 Milliarden = 2,6 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 2/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 4/4
Mobiles Internet
Smartphone, Tablet-PC oder Datenbrille verbinden Nutzer jederzeit und überall mit dem Internet
Wichtige Anwendungen: E-Commerce; Online-Lernen; Telemedizin, z. B. Überwachung des Gesundheitszustands chronisch Kranker; Mobile Payment; Gastronomietipps
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 91 Milliarden = 2,1 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 2/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 1/4
Big Data
Analyse riesiger Datenmengen, die Sensoren, Rechner, Handys, intelligente Zähler und Autos ständig sammeln und übermitteln
Wichtige Anwendungen: Angebot individueller Produkte und Dienstleistungen; Börsenhandel; Marktprognosen; Entdeckung neuer Geschäftsmodelle
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 82 Milliarden = 1,9 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Cloud Computing
Aus der Datenwolke können Unternehmen und Private via Internet Software, Rechen-, Speicher- und Netzwerkkapazität
Wichtige Anwendungen: Programme, IT-Infrastruktur und Internet-Plattformen werden gemietet statt gekauft – bedarfsgerecht und technisch auf dem neuesten Stand
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 73 Milliarden = 1,7 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Cybersecurity
Sicherheit und Schutz digitaler Daten gegen Zugriff durch unbefugte Dritte, etwa Konkurrenten, Kriminelle und Geheimdienste
Wichtige Anwendungen: Schutz von Industrieanlagen und Kraftwerken vor Spionage und Sabotage; Verhinderung des Missbrauchs persönlicher und Unternehmensdaten
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 71 Milliarden = 1,6 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 2/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 1/4
(Teil-)autonomes Fahren
Pkws, Lkws und Busse, die dem Fahrer ganz oder teilweise das Lenken abnehmen und selbstständig durch den Verkehr navigieren.
Wichtige Anwendungen: Computergesteuerter Verkehrsfluss: Fahrzeuge warnen sich vor Staus und Unfallgefahren; Nutzung mobiler Internet-Dienste während der Fahrt
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 59 Milliarden = 1,4 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 1/4
Genomik
Kombination aus Gensequenzierungstechniken, Big-Data-Analysen und gezielten Eingriffen ins Erbgut
Wichtige Anwendungen: Neue Medikamente etwa gegen Krebs; personalisierte Medizin; Entwicklung ergiebiger Nutzpflanzen, z. B. für Biokraftstoffe
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 37 Milliarden = 0,9 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Saubere Energien
Erzeugung von Strom und Wärme aus regenerativen Energiequellen wie Sonne, Wind und Biomasse
Wichtige Anwendungen: Blockheizkraftwerke für Industrie und Privathaushalte; Solaranlagen; Windparks; Erdwärmesonden; Biogasherstellung; Gezeitenkraftwerke
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 28 Milliarden = 0,6 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Hochleistungswerkstoffe
Materialien, die Forscher im Labor mit überragenden Eigenschaften und Funktionen ausstatten, etwa Hitzebeständigkeit
Wichtige Anwendungen: Leichte und dennoch stabile Bauteile aus Carbon für Autos und Flugzeuge; sterile Kunststoffe; besonders leitfähige Metalle und Halbleiter
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 25 Milliarden = 0,6 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 4/4
3-D-Druck
Fertigungsverfahren, bei dem aus einem digitalen Modell Schicht für Schicht ein reales Objekt entsteht
Wichtige Anwendungen: Individualisierte Produkte wie Schmuck und Brillen; Ersatzteile; passgenaue Prothesen; künstliche Organe; High-Tech- Bauteile wie Turbinenschaufeln
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 17 Milliarden = 0,4 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 3/4
Energiespeicher
Ökostrom wird in Batterien, Salzkavernen, Pumpspeichern oder, umgewandelt zu künstlichem Erdgas, zwischengelagert
Wichtige Anwendungen: Stabilisierung der Stromnetze; Reservekapazitäten; unabhängige Energieversorgung von Kommunen, Privathaushalten und Unternehmen; Elektromobilität
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 16 Milliarden = 0,4 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Wasseraufbereitung
Technologien, die Abwässer reinigen, Giftstoffe entfernen und selbst in extremen Trockengebieten Trinkwasser bereitstellen
Wichtige Anwendungen: Meerwasserentsalzung; Kläranlagen; Gewässersanierung; geschlossene Wasserkreisläufe in Fabriken; Trinkwassergewinnung etwa mittels Membranen
Einfluss auf das BIP 2025 (in Mrd. Euro), Anteil am BIP: 9 Milliarden = 0,2 Prozent
Effekt auf Arbeitsplätze: 3/4
Wettbewerbsstärke Deutschlands: 2/4
Wie groß das Potenzial des luftigen Etwas ist, zeigen die Branchen Verkehr, Energie, Reinigung und Nahrung. Ein Blick in die Ideenschmieden der Unternehmen:
Es klingt ein wenig wie ein Kuchenrezept mit viel Mehl und Backpulver: Man nehme eine Legierung aus Aluminium und Titanhydrid und erhitze sie kräftig. Dabei entsteht Wasserstoffgas, und das Material geht auf wie ein Rührkuchen. Lange hat Thomas Hipke vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik in Chemnitz nach den richtigen Zutaten und dem optimalen Fertigungsprozess gesucht. Jetzt beherrscht der 44-Jährige das Verfahren perfekt. Er packt den Aluschaum zwischen Bleche, fertig ist das Sandwich, das nur ein Fünftel eines massiven Bauteils wiegt.
Aus dem geschäumten Metall soll etwa die nächste ICE-Generation bestehen. Mitte Mai zeigte Hipke gemeinsam mit Industriepartnern erstmals einen Prototyp einer Fahrzeugfront aus dem Material. 2,5 Millionen Euro hat die Entwicklung bisher gekostet. Künftig soll ein brandenburgischer Betrieb die Zughauben fertigen. In zwei Jahren könnten sie durch Deutschland rollen, hofft der Ingenieur.
Ein Zug aus diesem Stoff ist leichter als konventionelle Züge, braucht weniger Strom und kann mehr Personen befördern. Triebköpfe aus Kunststoff wären noch leichter. Doch das Material splittert, etwa bei der Kollision mit Vögeln. „Metallschaum bekommt dagegen nur Beulen“, so Hans-Wolfgang Seeliger, Chef des Aluschaumerzeugers Pohltec Metalfoam in Köln. Die Blasen wirkten wie winzige Airbags und dämpften den Aufprall, erläutert Seeliger. Inzwischen schafften es die Hersteller, Hunderte Tonnen Metallschaum im Jahr zu fertigen. Ein wichtiger Abnehmer ist die Autoindustrie. Audi etwa hat im Geländewagen Q7 und Ferrari im Spider F430 Aluschäume eingesetzt, die sich bei Crashs verformen und die Insassen schützen.
Knapp ein Jahr vor einer geplanten Erdumrundung hat das Schweizer Sonnenenergie-Flugzeug „Solar Impulse 2“ erfolgreich seinen Jungfernflug absolviert.
Foto: REUTERSDer erste Praxistest der von den Schweizer Flugpionieren Bertrand Piccard und André Borschberg entworfenen Maschine dauerte am Montag 2 Stunden und 17 Minuten. „Die Resultate zeigen, dass unser Ingenieur-Team stolz sein kann auf die in den letzten zehn Jahren geleistete Arbeit“, erklärte Piccard.
Foto: APNach verschiedenen Tests auf Flughöhen von bis zu 8000 Fuß (rund 2400 Meter) landete der Sonnenflieger unter dem Jubel von Schaulustigen wie geplant kurz vor 08.00 Uhr wieder auf dem Militärflugplatz von Payerne beim Neuenburgersee im Westen der Schweiz.
Foto: APAm Steuerknüppel saß bei dem Jungfernflug der Testpilot Marcus Scherdel (Mitte). Er habe bestätigt, dass sich die Maschine in der Luft gemäß allen Erwartungen und Simulationen verhalten habe, heißt es in einer Mitteilung des „Solar Impulse“-Teams. Weitere Testflüge sollen in den nächsten Monaten folgen.
Foto: dpaEs ist - im wahrsten Sinne des Wortes - ein Pilotprojekt, gestartet 2014. Ein Einsitzer mit einer Spannweite von 72 Metern - das ist mehr als bei einem Jumbojet - sollte im März 2015 zu einer Umrundung der Erde starten. Dabei wollten sich Piccard, Borschberg und weitere Piloten in zahlreichen Flugetappen abwechseln.
Foto: REUTERSDas Flugzeug verfüge im Vergleich zum Vorgängermodell über „eine Reihe neuer Technologien, die es effizienter, zuverlässiger und insbesondere besser geeignet machen für Langstreckenflüge“.
Foto: REUTERSDer Sonnenflieger ist mit mehr als 17.200 Solarzellen ausgestattet, die vier Elektromotoren antreiben.
Foto: APSchaumbeton bremst Flugzeuge
Und langsam entdeckt die übrige Verkehrsbranche das Geheimnis der stabilen Blasen. Flughäfen wie etwa der Yeager Airport im US-Bundesstaat West Virginia bauen beispielsweise am Ende von Landebahnen Schaumbeton ein, der Flugzeuge abbremsen soll, die nicht mehr stoppen können. Ein ähnliches Konzept wird auch am Flughafen Zürich diskutiert.
Es geht noch ungewöhnlicher: Veikko Hintsanen ist als Kapitän auf den Weltmeeren zu Hause. Soeben hat er, zugleich Chef des Unternehmens Laffcomp, der größten russischen Werft Sevmash zwei noch im Bau befindliche Öltanker abgekauft. Hintsanen will die Schiffe mit Aluschaum vollenden. Ein Investor habe an die zehn Millionen Euro zugesagt, die Verträge aber noch nicht unterzeichnet. Fraunhofer-Forscher Hipke bescheinigt den Schaum-Frachtern viele Vorteile: Sie sollen sogar einer Kollision mit einem Eisberg standhalten. Die Schiffe könnten daher ganzjährig auch im Norden unterwegs sein.
Schaumschiffe wiegen die Hälfte
Seemann Hintsanen träumt davon, Vorbild für eine erneuerte europäische Binnenflotte zu werden. Aus Schaum gebaut, könnte ein Frachter statt rund 1000 Tonnen nur die Hälfte wiegen und so mehr Ladung transportieren. Sie liegen flacher im Wasser und können so auch bei Niedrigwasser fahren. Für unter Kostendruck stehende Reeder eine Verlockung: Obwohl ein Schaumschiff mit circa 90 Millionen Euro ein Viertel mehr koste, amortisiere sich der Kauf nach einem Jahr, hat Hintsanen errechnet.
Schäume können nicht nur große Kräfte bei einem Autounfall verkraften und enorme Lasten in Schiffen transportieren. Sie halten auch brutale Hitze aus und speichern problemlos wertvolle Wärmeenergie. Jede Blase arbeitet wahlweise wie eine eingebaute Thermoskanne oder wie ein Heizkissen. Das sei zurzeit eine der gefragtesten Eigenarten des Materials, sagt Olga Mühldorfer, Vertriebsmanagerin beim russischen Schaumhersteller Exxentis.
Wie gut das in der Praxis funktioniert, will Reiner Buck vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt herausfinden. In einigen Wochen soll in Spanien ein Solarturmkraftwerk von Abengoa Solar bei Sevilla in Betrieb gehen. Um den Turm herum ist ein Feld mit einigen Dutzend Spiegeln von Zimmertürgröße aufgebaut. Sie lenken die Sonnenstrahlen auf die Turmspitze.
Das billigste Bier
Am wenigsten kostet Bier in der Ukraine und Vietnam. Hier muss man jeweils 0,43 Euro für eine 0,5-Liter-Flasche hinlegen. Generell ist das Bier in Südostasien und Osteuropa am günstigsten, besagen die Daten des Lebenserhaltungskosten-Portals "Numbeo". Auf Ukraine und Vietnam folgen Kambodscha (0,50 Euro), Saudi Arabien (0,51 Euro), Tschechien (0,52 Euro) und China (0,54 Euro).
Foto: dpaDas teuerste Bier
Im nahen und Mittleren Osten müssen Biertrinker am tiefsten ins Portemonnaie greifen. Mit 5,67 Euro ist eine 0,5-Liter-Flasche Bier im Iran weltweit am teuersten. In Kuweit sind es 5,21 Euro und in der Vereinigten Arabischen Emiraten 4,56 Euro.
Foto: dpaDie größten Bierbrauer
In China wird weltweit meisten Bier wird gebraut. 490,2 Millionen Hektoliter flossen 2012 hier aus den Brauereien hinaus, schätzt der Hopfenhersteller Barth-Haas. Es folgen die USA (229,3 Millionen Hektoliter), Brasilien (132,8 Millionen Hektolitern), Russland (97,4 Millionen Hektoliter) und Deutschland (94,6 Millionen Hektoliter).
Foto: APEuropas größte Biertrinker
Wir sind Europameister – im Biertrinken. Mit 86 Millionen Hektolitern Bier trank keine andere europäische Nation 2012 so viel Bier wie die Deutschen. Auch in den Vorjahren lag Deutschland an der Spitze, berichtet die Vereinigung „Brewers of Europe“. Hinter Deutschland kommen das Vereinigte Königreich (43 Millionen Hektoliter), Polen (38 Millionen Hektoliter), Spanien (35 Millionen Hektoliter) und Frankreich (20 Millionen Hektoliter).
Foto: dpaEuropas spendabelste Biertrinker
Die Briten geben am meisten für Bier in Europa aus. 2012 waren es den „Brewers of Europe“ zufolge 20 Milliarden Euro. Dahinter kommen die Deutschen mit 19 Milliarden Euro, die Spanier mit 14,6 Milliarden Euro, und die Italiener mit 9,7 Milliarden Euro.
Foto: REUTERSDie weltweit größten Bierbrauer
Die weltweit größte Brauerei ist das belgisch-amerikanische Unternehmen Anheuser Busch InBev. 352,9 Millionen Hektoliter Bier pumpte das Konglomerat 2012 in die Welt. Laut Zahlen des Hopfenherstellers Barth-Haas folgt dahinter die englische Brauer SAB Miller (190 Millionen Hektoliter), sowie die niederländische Konkurrenz von Heineken (171,7 Hektoliter).
Foto: dpaDie wertvollsten Biermarken
Die Light-Version des US-Biers Budweiser besitzt den weltweit höchsten Markenwert. Bud Light ist mit 12,6 Milliarden US-Dollar die wertvollste Biermarke. Das original Budweiser kommt laut der Werbeagentur Millward Brown erst auf den zweiten Platz. Budweiser wies 2012 einen Markenwert von 11,8 Milliarden US-Dollar auf. In der Rangliste folgen Heineken (8,7 Milliarden US-Dollar), Stella Artois (8,2 Milliarden US-Dollar) und Corona (8 Milliarden US-Dollar). Eine deutsche Biermarke ist unter den Top 10 nicht zu finden.
Foto: APDie wirtschaftliche Bedeutung von Bier
Die Bierindustrie ist eine Jobmaschine: In Europa sorgte sie 2012 für 2000 Jobs. Davon gingen laut den Beratungsfirmen Regioplan und Ernst & Young unter anderem 1,4 Millionen an die Gastronomie, 125.400 an die Brauereien, 118.900 an den Einzelhandel.
Foto: APBier als Steuereinnahmequelle
Die Bierproduktion spülte laut Regioplan und Ernst & Young 53 Milliarden Euro in die Kassen der EU-Staaten. Das ist mehr als die Wertschöpfungskette der Bierindustrie ausmacht (51,5 Milliarden).
Foto: APDeutschlands Brauereien brauen weniger
94,37 Millionen Hektoliter Bier sind 2013 aus Deutschlands Brauereien geflossen. Dieser Bierausstoß mag sich gewaltig anhören, ist allerdings ein Tiefststand seit 1991.
Foto: dpaDort, in 65 Meter Höhe, steckt das Herzstück der Anlage: ein Block aus Keramikschaum. Er heizt sich und die durchströmende Luft auf 1000 Grad Celsius auf. Mit dieser Hitze wird Wasserdampf erzeugt, der wiederum Turbinen zur Stromerzeugung antreibt. Bisher nutzen die meisten Solarturmkraftwerke Metallschäume, erklärt Buck.
Doch während Metalle bei den hohen Temperaturen schmelzen oder sich verformen, bleibt Keramik stabil. „Wir können so den Wirkungsgrad der Kraftwerke um etliche Prozentpunkte steigern“, sagt der Energieingenieur. „Immer mehr Solarturmanlagen werden langfristig mit Keramikschaum arbeiten.“
Was im Großen funktioniert, soll auch im Kleinen klappen – etwa im Keller eines Erlanger Einfamilienhauses. Dort hat Antonio Delgado, Professor für Strömungsmechanik an der Universität Erlangen-Nürnberg, vergangenes Jahr die nach eigenen Angaben kleinste Haushaltsheizung der Welt installiert, die er mit Industriepartnern und der Universität Aachen entwickelt hat. In ihr steckt ein Stück Siliziumcarbid-Schaum von etwa der Größe einer Zigarettenschachtel.
Miniheizung im Keller
Durch das diamantähnliche Material strömt ein Gemisch aus Öl oder Gas und Luft, das in den Poren des Schaums verbrennt. Da die Bläschen eine riesige innere Oberfläche besitzen, läuft die Verbrennung besonders effektiv und sauber ab. Deshalb stößt die Heizung weniger Schadstoffe aus als übliche Brenner. Weil das löchrige Material die Hitze rasch ableitet, lässt sich die Verbrennung in Sekundenbruchteilen drosseln oder hochfahren – praktisch bei einem plötzlichen Wetterumschwung.
Nun sucht Delgado ein Unternehmen, das die Miniheizung herstellt und vermarktet. Produktion und Betrieb sollen nicht mehr als bei bisherigen Anlagen kosten, hat ein Doktorand von Delgado berechnet.
Schon arbeiten Werkstoffwissenschaftler großer Konzerne wie BASF an noch besseren Schäumen. Machen sie die Poren im Kunststoff Polyurethan nanometerklein, können sich die eingeschlossenen Gase nicht mehr bewegen. „So ein Nanoschaum sperrt Hitze komplett aus“, erklärt die Physikerin Drenckhan. „Da kann auf der einen Seite ein Feuer brennen und auf der anderen können Kinder spielen.“ Das Material, dessen Pilotfertigung gerade beginnt, ist damit ideal für die Dämmung von Gebäuden.
Mousse aus der Flasche
Obwohl sich Schaumexpertin Drenckhan nun schon lange mit ihrem Lieblingsstoff beschäftigt, erstaunt er sie doch immer wieder. Etwa, als sie vergangenes Jahr im Auftrag des Kosmetikunternehmens L’Oréal herausfand, dass geschäumte Kosmetika besser reinigen als in flüssiger Form. „So recht versteht das noch keiner“, gibt sie zu. Aber der Effekt spricht sich in der Kosmetik- und Reinigungsmittelbranche zurzeit herum: Immer mehr Hersteller, erzählt Drenckhan, folgten dem Vorbild der Flüssigseifen, die als Schaum aus dem Spender quellen und verkauften Reiniger, die als weißes Mousse aus der Flasche kommen. Der Produktverbrauch sinkt – bei besserer Reinigungsleistung.
Auch den Herstellern von Waschmaschinen ist das nicht entgangen. So brachte der südkoreanische Konzern Samsung Ende 2010 eine erste Maschine auf den Markt, die das Waschmittel zunächst mit Luft und Wasser zu Schaum aufwirbelt. Diese Reinigungsblasen sollen vier Mal so schnell in den Stoff eindringen und gründlicher als konventionelle Geräte reinigen, verspricht das Unternehmen. Testberichte bescheinigen der Schaumtechnik zumindest, dass sie bei 20 Grad Celsius so sauber wäscht wie sonst bei 40 Grad. Einige Konsumenten beunruhigt allerdings die weiße Masse – der Waschmittelschaum – in der Trommel, wie sie in Foren schreiben. Das hindert Samsung nicht daran, die Technik künftig in all seine Maschinen einzubauen.
Nicht minder irritierend wäre umgekehrt vermutlich ein Bier ganz ohne Schaum, das wohl älteste Lebensmittel mit weißer Haube. Selbst Brot, Waffeln, Kuchen und Pizza sind für Lebensmitteltechniker nichts weiter als erstarrter Schaum. Eiscreme etwa wäre ohne Luft steinhart. „Der Mensch hat im Laufe der Evolution eine Vorliebe für Schaum entwickelt. Er steht für Genuss“, sagt der Erlanger Schaumforscher Antonio Delgado. Schäume sind außerdem leicht und haben oft weniger Kalorien.
Diese Eigenschaften machen Schäume attraktiv für die Lebensmittelindustrie. Und erst in jüngster Zeit werden sie auch hier berechenbar. Kürzlich rief eine große deutsche Brauerei Delgado zur Hilfe. Auf dem Braukessel mit der Bierwürze türmte sich anderthalb Meter hoch der Schaum. Er stört, weil übelschmeckende Stoffe bei diesem Produktionsschritt nicht verdampfen können. „Im Extremfall muss die ganze Charge entsorgt werden, was Hunderttausende Euro kostet“, erklärt Delgado.
Er näherte sich dem Problem rechnerisch. Sein Ratschlag: Durch eine vier Grad höhere Temperatur im Kessel würden die Lamellen der Schaumblasen so dünn, dass fast alle zerplatzten. Es funktionierte, seitdem lief die Brauerei wieder reibungslos.
Ein Latte macchiato im Weltall
Heute stehen rund 20 Lebensmittelunternehmen, darunter Mars und Nestlé, bei Delgado auf der Kundenliste. Sie wollen ihre neuen Schaumkreationen – Desserts, Waffeln oder Kaffeegetränke – rechnerisch in den Griff bekommen, um dann schnell große Mengen erzeugen zu können. Denn Schaumiges boomt.
So lancierte der Schweizer Nahrungsmittelkonzern Nestlé 2006 vier Kaffeeprodukte, die per Kapselmaschine Milch- oder Espressoschaum liefern. Heute sind es mehr als 50. Und Susanne Kulhanek, Forschungsmanagerin von Nescafé Dolce Gusto, sagt: „Die Pipeline mit neuen Produkten ist voll.“ Nestlé treibt seine Schaumschlägerei mittlerweile in ungeahnte Höhen. Selbst auf der Internationalen Raumstation lässt der Konzern testen, wie die luftige Masse unter Schwerelosigkeit entsteht. Künftig gibt’s dann womöglich Latte macchiato im Orbit.
Die Branche forscht auch deshalb so intensiv am Schaum, weil er intensiver als das pure Lebensmittel schmeckt. Aus jeder Pore können beim Kauen Aromen austreten. Deshalb dürfte das luftige Etwas Basis vieler Lightprodukte werden, erwartet Jörg Hinrichs, Lebensmitteltechnologe von der Universität Hohenheim: „Fettreduzierte Produkte enthalten oft viel Zucker, damit sie nach etwas schmecken. Bei Schaum erübrigt sich das.“ Luftige Streichkäse, Desserts und geschäumte Butter gibt es schon.
Um Diätprodukte ging es der japanischen Brauerei Kirin nicht, als sie im März 2012 ein Bier mit kühlem Eisschaum auf den Markt brachte. Minus fünf Grad hat die Krone des Getränks, das auch nach Deutschland exportiert wird. Die Produktentwickler hätten ein hippes Bier für junge Leute erfinden wollen und sich vom Eiskaffee der Kaffeekette Starbucks inspirieren lassen, erzählt Naoyuki Yasutake, Verkaufsmanager für Europa.
Zugleich aber erfüllt der Schaum noch einen ganz praktischen Zweck: „Viele junge Leute wollen nicht betrunken sein und trinken daher langsamer. Also muss das Bier länger kühl bleiben.“ Die luftige Eishaube reicht für eine halbe Stunde.