# taz.de -- Forschung zu Kieselalgen: Optimales Bauprinzip
       
       > Christian Hamm erforscht am Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut, wie
       > die Struktur der Kieselalgen zum Vorbild für die Bauwirtschaft werden
       > könnte.
       
 (IMG) Bild: Vorbild fürs leichte und nachhaltige Bauen: die transparente Silikat-Panzerschale der Kieselalge
       
       Osnabrück taz | Red Tide: Rote Flut. Diesen Begriff haben viele schon in
       den Nachrichten gehört, auch jenseits von Politik und Militär. Massiv
       neurotoxisch, diese Algenblüte. Fische und Wale tötet sie, Schildkröten und
       Seevögel. Korallenriffe leiden unter ihr. Auch für den Menschen kann sie
       gefährlich sein. Eine der Ursachen: Phosphor und Stickstoff aus
       landwirtschaftlicher Überdüngung geraten ins Meer. Dort kommen sie bei den
       Kieselalgen an. Dieses Phytoplankton, durch den Nährstoffeintrag wie im
       Schlaraffenland, vermehrt sich, rasend schnell, bedeckt teppichartig die
       Wasseroberfläche, bildet giftiges Gas.
       
       Gefährlich also, diese Algen. Und hätte Alfred Nobel 1866 nicht per Zufall
       entdeckt, dass das Pulver fossiler Kieselalgenschalen den hochexplosiven
       Flüssigsprengstoff Nitroglyzerin stabilisieren kann, gäbe es heute
       vielleicht kein Dynamit.
       
       Aber das ist nur eine Seite der Medaille. Christian Hamm, Forscher am
       [1][Alfred-Wegener-Institut] im Helmholtz-Zentrum für Polar- und
       Meeresforschung in Bremerhaven (AWI), sieht Kieselalgen positiv. Manchmal
       ist er selbst im Boot unterwegs und fischt sie aus der Nordsee, vor
       Helgoland. Aber den Großteil seiner Arbeitszeit verbringt Hamm, Leiter
       Nachhaltige Marine Bioökonomie, zudem Leiter der Gruppe Bionischer
       Leichtbau und Funktionelle Morphologie, an Land, im Labor. „Unter den
       Algen“, sagt Hamm, „sind die Kieselalgen eher die Guten!“
       
       Hamm schätzt [2][Kieselalgen] nicht nur, weil sie als Produzenten
       pflanzlicher Biomasse die Basis der Nahrungspyramide des Meeres bilden,
       weil sie Kohlenstoffdioxid abbauen und der Atmosphäre Sauerstoff bescheren.
       Er schätzt die im Wasser schwebenden Einzeller auch wegen der Struktur
       ihrer transparenten Silikat-Panzerschalen, die sie vor Fraßfeinden
       schützen. Die sind superleicht und ungeheuer stabil.
       
       Hamm forscht zu Kieselalgen „schon ewig“, sagt er, und er ist ihnen treu
       geblieben. Sein initialer Beitrag „Architecture and material properties of
       diatom shells provide effective mechanical protection“, 2003 in der
       Fachzeitschrift Nature erschienen, werde „bis heute kontinuierlich und gut
       zitiert“, sagt Hamm. „Seither ist das unser Thema.“
       
       Die Kernerkenntnis: Adaptiert man das Bauprinzip der Algenschalen, lassen
       sich technische Konstruktionen optimieren. Aus der Grundlagenforschung
       wurde daher schnell Bedarfsorientierung, Praxisanwendung. Es kam zu
       Kooperationen mit der Industrie, im Auto- und Maschinenbau, in der Luft-
       und Raumfahrt. Heute liegt Hamms Schwerpunkt auf [3][nachhaltigem Bauen.]
       
       Dieses neue Bauen biete viele Vorteile, sagt Hamm. „Es ist leicht und
       haltbar. Es spart Ressourcen und reduziert Emissionen. Es wirkt der
       Klimakrise entgegen.“ Glasbausteine zum Beispiel: Sie sind schwer,
       ungeeignet für tragende Wände, haben oft schlechte Dämmwerte. Mit ein
       bisschen Algen-Nachhilfe und neuen Baustoffen könnte effizienter Ersatz
       entstehen. Hamm, zu dessen Arbeitsgeräten der 3-D-Drucker zählt und der
       sich nicht nur eine Werkstattgründung vorstellen kann, sondern auch ein
       „Experimentalhaus“ zum Erproben, sagt: „[4][Biokunststoffe] sind sehr
       zukunftsfähig, auch Hanf oder klimaneutraler Beton.“
       
       Im Moment ist alles noch in den Anfängen, im Stadium der Modelle, der
       Demonstratoren. Danach kommen Prototypen, Tests, Zertifizierungen. „Mit der
       Natur als Vorbild lassen sich wirklich spannende Lösungen finden“, sagt
       Hamm.
       
       Sein Bremerhavener Team ist international – von Indien bis zum Libanon, von
       Deutschland bis Malaysia. Und es ist interdisziplinär, reicht von der
       Meeresbiologie bis zum Computational Design, von der Ingenieurwissenschaft
       bis zur Architektur. Diese Vielfalt ist allerdings nicht immer von Vorteil:
       „Zuweilen ist der Denkansatz sehr unterschiedlich“, lacht Hamm. „Der
       Ingenieur konstruiert was, und der Designer sagt: Das sieht scheiße aus!
       Oder der Designer entwirft was, und der Ingenieur sagt: So hält das nie!“
       Beides sei gefordert: Ästhetik und Funktionalität.
       
       Ja, auch Ästhetik. „Das alles soll ja auch schön sein!“, sagt Hamm. Er sagt
       es, als wäre er das den Kieselalgen schuldig, unter dem Mikroskop selbst
       wahre Schönheiten. Aber sein Team weiß nicht nur mit Labortechnik etwas
       anzufangen. Auch der visionäre Philosoph und Schriftsteller, Architekt und
       Konstrukteur Richard Buckminster Fuller ist im AWI zu Hause, posthum. Und
       der zoologische Zeichner und Aquarellist Ernst Haeckel mit seinen
       „Kunstformen der Natur“.
       
       Die Tragweite der Kieselalgen-Forschung des AWI ist groß, nicht zuletzt für
       das Klima. Und sie kommt letztlich auch dem Meer zugute, dem sie entstammt.
       Hamm illustriert das an einer Offshore-Windkraftanlage: „Die haben ja
       ungeheuer schwere Fundamente – nicht zuletzt, weil die riesigen
       Getriebezahnräder in ihren Gondeln so schwer sind. Wäre das alles leichter,
       würde sich der Aufbauaufwand verringern.“ Und je feingliedriger eine
       Installation, desto größer die Chance, dass der mechanische Schaden sich
       verringert, den sie der Umwelt zufügt.
       
       Hamm prognostiziert, dass sich ein „ganz eigener Baustil“ entwickeln
       könnte, „schön, leicht und leistungsfähig“. Man merkt: Hier im AWI denkt
       man nicht nur in VDI-Richtlinien und Patenten. „Wichtig ist ja auch, dass
       dabei etwas Gutes für die Gesellschaft herauskommt“, sagt Hamm. „Und das
       tut es.“
       
       Etwas, das schon herausgekommen ist, ist das „Evolutionary Light Structure
       Engineering“ (ELISE), ein Startup, 2018 aus dem AWI gegründet. Über eine
       Schalenstruktur-Datenbank werden hier für technische Probleme
       Konstruktionsvorbilder aus der Algenwelt gesucht. Die werden dann aufs
       Wesentliche reduziert und standardisierungstauglich gemacht. Ein
       Software-Job.
       
       Und plötzlich ist dann doch die Rede wieder vom Meer. Von Tiefseeschwämmen,
       die „unglaubliche Strukturen entwickeln“. Auch sie sind im AWI Thema, für
       neues, bionisches Bauen. „So was lässt sich gut einsetzen, wenn es um
       Fachwerkhäuser geht“, sagt Hamm. „Das lässt sich fast genauso verbauen wie
       bei den klassischen Konstruktionen. Nur viel filigraner, ausgefeilter!“
       Man merkt: Hier spricht jemand, der seinen Beruf wirklich mag.
       
       15 May 2023
       
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