"Wir haben diese Entdeckungen letztlich zufällig durch die gezielte Zusammenarbeit mit Medizinern, Chemikern und Biologen gemacht", so Rainer Adelung, der am Institut für Materialwissenschaft der Christian-Albrechts- Universität zu Kiel lehrt und forscht. "Erst durch den Verbund verschiedener Disziplinen entstand Spitzenforschung im Bereich der Anwendung." Interdisziplinarität, also das gemeinsame Entwickeln und Nutzen von Ansätzen, Denkweisen oder Methoden verschiedener Disziplinen, ist aus der heutigen Forschung kaum noch wegzudenken. Am Zentrum für Interdisziplinäre Nachhaltigkeitsforschung der Universität Münster tüfteln Wissenschaftler verschiedener Disziplinen an Lösungen für die Energiewende. Am Interdisziplinären Zentrum für Bildungsforschung der Humboldt- Universität Berlin schließen sich Erziehungswissenschaftler, Psychologen und Soziologen für die Erforschung des Bildungswesens der Zukunft zusammen. Und in Freiburg lernen Studierende vom ersten Semester an fächerüber- greifend, wenn sie sich für den Masterstudiengang Interdisziplinäre Anthropologie einschreiben und sich dort mit Ethnologie, Soziologie oder Kognitionswissenschaften beschäftigen. "Die inter- disziplinäre Forschung ist sehr stark von den Leitungen der Universitäten und Forschungsförderern gewünscht", sagt Ulrich Herb. Herb ist promovierter Informationswissenschaftler und Diplom-Soziologe, an der Saarländischen Universitäts- und Landesbibliothek ist er unter anderem für die Betreuung von Drittmittelprojekten zuständig. Parallel begutachtet der Publikationsexperte Forschungsanträge für verschiedene Forschungsförderer – ehrenamtlich, so will es die Vorschrift. Auf seinem Schreibtisch landen zunehmend Anträge von Forschungsverbünden. Kein Wunder, sagt Herb. "Wissenschaft ist nicht zuletzt ein Markt, auf dem verschiedene Institutionen um Renommee und Exzellenz miteinander konkurrieren. Die interdisziplinäre Forschung steht im Ruf, mehr Drittmittel einweben zu können, und entsprechend sind die Antragsteller um fächerübergreifen- des Forschen bemüht", sagt er. Die Begutachtung der oftmals mehrere Hundert Seiten umfassenden interdisziplinären Anträge gilt als anspruchsvoll – schließlich muss sich der Sachverständige in mehrere Themen einarbeiten. "Des- halb werden bei sich bewerbenden Forschungsverbünden in aller Regel mehrere Gutachter aus verschiedenen Disziplinen hinzugezogen", so Herb. Gefördert werden Forschungsverbünde von der Ex- zellenzinitiative des Bundes, dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), der Europäischen Union oder der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Derzeit unterstützt die DFG ungefähr 800 Verbünde mit insgesamt rund 14 000 Teilprojekten.

»Der Blick über den Tellerrand lohnt sich. Denn durch den Austausch der Disziplinen lassen sich Türen zu völlig neuen Möglichkeiten öffnen.«

In einem von der DFG geförderten Projekt haben Rainer Adelung und seine Kollegen das Zinkoxid in eine Heftklammer für rutschig-glatte Materialen wie das Teflon einer Bratpfanne und das Silikon eines Fugenfüllers verwandelt. Diese Materialien lassen sich aufgrund ihrer niedrigen Oberflächenspannung mit herkömmlichen Kleber nicht miteinander verbinden. "Wir haben dann aber festgestellt, dass die Kristalle des Zinkoxids aus Tetrapoden bestehen. Aus Gebilden also, von deren kugelförmigem Zentrum vier starre Arme ausstrahlen", sagt Adelung und erklärt weiter: "Wenn wir nun von oben und von unten Kunststoffe in die Tetrapoden gießen, dann muss das Silikon gar nicht mehr auf einer Oberfläche haften. Denn das Zinkoxid verzahnt beide Schichten mechanisch miteinander. Für mich, der als studierter Physiker vor allem in Zahnrädern denkt, war das zunächst nichts Besonderes." Doch die Chemikerin einer kooperierenden Arbeits- gruppe war beeindruckt. "Sie fand die Eigenschaften der Tetrapoden sensationell und schlug vor, dass wir Teflon und Silikon aneinanderkleben." Der Versuch funktionierte. Inzwischen fließen die Ergebnisse der interdisziplinären Forschergruppe direkt in praktische Anwendungsprojekte. Die Wissenschaftler arbeiten beispielsweise mit einem Unternehmen zusammen, das eine Farbe entwickelt, die nicht vom Silikon abperlt, sondern dank des bei- gefügten Zinkoxids dauerhaft auf den glatten Untergrund aufgetragen werden kann. Und auch für die Medizintechnik ist das Ergebnis von großem Nutzen. Denn dort besteht ein hoher Bedarf, Silikon auf anderen Materialien zu befestigen, beispielsweise bei Atemmasken, die aus Silikon und anderen Kunststoffen gefertigt sind.

Sprachbarrieren lassen sich überwinden

Zusammen mit Medizinern der US-amerikanischen Universität von Illinois gelang es Adelung und seinem Team außerdem, das Zinkoxiden einen Staubsauger für Herpesviren zu verwandeln. "Als ein Kollege aus Chicago sagte, sie wollen die Interaktion von Viren und Nano-Partikeln untersuchen, schlug ich das Zinkoxid mit seiner Tetrapoden-Struktur vor", berichtet Adelung. In mikrobiologischen Experimenten entdeckten die Mediziner aus den Staaten und die Materialwissenschaftler aus Kiel schließlich Erstaunliches: Wie ein Magnet binden die Zinkoxid-Kristalle die Herpesviren durch sogenannte Sauerstoff-Fehlstellen an ihrer Oberfläche. Die krank- machenden Übeltäter können sich dann nicht mehr wegbewegen. Weiterhin zeigte sich, dass die Tetrapoden mit ihren Sauerstoff-Fehlstellen weiße Blutkörperchen anziehen. Und diese fressen die Viren von den Tetrapoden einfach weg. In Kooperation mit einer Kieler Apotheke und einer Hautärztin ist inzwischen eine Hautcreme gegen Lippenherpes entstanden.

Fragt man Rainer Adelung, ob es in der interdisziplinären Zusammenarbeit auch manchmal Schwierigkeiten gibt, erzählt er von unterschiedlichen Sprachen, die die Forscher mitunter sprechen. "Als wir das Zinkoxid auf seine Ungefährlichkeit testen wollten, haben wir es in die Toxikologie unseres Instituts gebracht", erinnert er sich. "Die Toxikologin musste uns dann erst einmal ein kleines Tutorial über ihre Arbeitsweise mit auf den Weg geben. Denn wir hatten das wattebauschartige Zinkoxid einfach auf eine Halterung geklebt und dadurch verunreinigt. Sie hingegen braucht die zu untersuchenden Stoffe als Pulver. Und natürlich steril".

Manchmal scheint es aber gerade der unbedarfte, unverstellte Blick zu sein, der Forschung und Innovation vorantreibt. Bernd Ponick ist Professor für Elektrische Maschinen und Antriebssysteme an der Leibniz Universität Hannover (LUH) und damit Experte für alles, was fährt, und vieles, was fliegt. Ponick koordiniert zahlreiche interdisziplinäre Forschungsprojekte, darunter auch solche, die zum Leibniz Forschungszentrum Energie 2050 (LIFE 2050) gehören. LIFE 2050 ist ein Zusammenschluss von mehr als 300 Wissenschaftlern unterschiedlicher Disziplinen der Universität Hannover, die sich, aus verschiedenen Disziplinen kommend, mit der Frage beschäftigen, wie eine nachhaltige Energieversorgung bis ins Jahr 2050 zu gewährleisten ist. Bernd Ponick hat in diesem Kontext beispielsweise das Projekt MOBIL4e betreut, in dem die Wissenschaftler Module für ein Fort- und Weiterbildungsangebot zum Thema Elektromobilität entworfen haben. Mit ihm können Universitäts- und Hochschulprofessoren den angehenden Ingenieuren und Ingenieurinnen mit Themen wie Elektrofahrzeuge, Batterie, Leistungselektronik oder Ladeinfrastruktur einen Einblick in die elektromobile Zukunft geben.

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) hingegen entwickeln Ponick und sein Team Radnabenmotoren für Elektrofahrzeuge. Radnabenmotoren sind Motoren, die direkt in die Räder des Fahrzeugs integriert sind. "Ein zentrales Funktionselement jedes Motors sind die Spulen, durch die der Strom fließt. Sie werden bisher immer aus Kupferdraht gewickelt", berichtet Ponick. "Ein Materialwissenschaftler vom Fraunhofer-Institut fragte dann aber, warum wir die Spule nicht einfach aus flüssigem Kupfer gleich in

Fragen erweisen sich als Ideentreiber die richtige Form gießen. Diese Frage hat in 160 Jahren Elektro- Maschinenbau-Geschichte nie jemand gestellt, und sie klang zunächst völlig absurd." Doch dann zeigte sich: Das Gießen einer Spule bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Es lassen sich auf diese Weise Formen herstellen, die mit Draht nie möglich wären. So kann man bestimmte Stellen, die erfahrungsgemäß sehr heiß werden, dicker gestalten. "Oder man arbeitet Kanäle in die Spule ein, durch die Kühlflüssigkeit fließt. Mit einer besseren Kühlung lässt sich mehr Strom durch die Spule schicken – und mehr Strom bedeutet leistungsstärkere Motoren", führt Ponick aus. Die vom IFAM gegossenen Spulen ermöglichen die Fertigung kompakter und leichter Elektromotoren – perfekte Voraussetzungen für Ponicks Erforschung der Radnabenmotoren. Der Ingenieur ist überzeugt: "Durch den Austausch der Disziplinen lassen sich Türen zu völlig neuen technischen Möglichkeiten öffnen. Und das ist der Grund, warum es sich immer wieder lohnt, über den eigenen Tellerrand zu blicken und sich in interdisziplinären Teams zusammenzuschließen."