Alter Werkstoff neu erfunden

Es ist eines der ältesten Materialien und gehört auch heute noch zu den meistgenutzten Werkstoffen: Glas. In seiner Doktorarbeit hat der Freiburger Materialwissenschaftler Dr. Frederik Kotz eine neue Methode entwickelt, um Gläser wie Kunststoffe zu formen. Dafür wurde er nun mit dem ersten, mit 10.000 Euro dotierten, Platz des Gips-Schüle-Nachwuchspreises 2020 gewürdigt. Die Gips-Schüle-Stiftung mit Sitz in Stuttgart vergibt die Auszeichnung zum fünften Mal für herausragende Doktorarbeiten in den so genannten MINT-Fächern Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik und fördert auf diese Weise Forschung, Nachwuchs und Lehre in Baden-Württemberg.

Die Formgebung und vor allem die Mikrostrukturierung von Glas schränkte den Einsatz von Glas in der Optik und Kommunikationstechnik bisher ein, obwohl es anderen bislang verwendeten Werkstoffen, wie Kunststoffen, materialtechnisch oftmals überlegen ist. Das neue Verfahren von Kotz ermöglicht, transparentes Glas bei Temperaturen unter 130 Grad mittels 3D-Druck, Abguss oder Prägung wie Kunststoffe zu formen. Der Materialwissenschaftler entwickelte dafür ein Verbundmaterial, das sich wie ein Kunststoff verhält und erst nach der Formgebung zu Glas umgesetzt wird. Auf diese Weise stellte Kotz hochreines Quarzglas und farbiges Glas her, die sich in ihren Eigenschaften nicht von bisher erhältlichen Gläsern unterscheiden. Anwendung findet die Technik bereits beim Herstellen kleinster optischer Linsen und Synthesereaktoren.

Frederik Kotz hat Maschinenbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) studiert und dort auch im Bereich Materialwissenschaften zum Thema „Entwicklung neuer Materialien für die additive Fertigung und das Rapid Prototyping von Glas und Polymethylmethacrylat“ promoviert. An der Universität Freiburg forscht er als Gruppenleiter im Neptunlab am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK). Seine Forschungsarbeiten beschäftigen sich insbesondere mit der Entwicklung neuer Materialien und deren Prozessierung. Die von Kotz mitbegründete Firma Glassomer GmbH produziert und vertreibt die von ihm entwickelten Materialien.