47 Welche Ressourcen und Werkstoffe können wir nachhaltig nutzen?

Ressourcenknappheit ist ein Thema, das zunehmend in das öffentliche Bewusstsein dringt. Dementsprechend beschäftigt es auch die Teilnehmenden am IdeenLauf. Sie möchten zudem wissen, welche Werkstoffe es in der Zukunft geben wird. Wie helfen uns Recycling und Upcycling weiter? Wie können wir Stoff- und Materialkreisläufe effektiver gestalten? Und wie entschärfen wir Atommüll?

Einordnung:

Die Ressourcen auf unserem Planeten sind endlich. Um der wachsenden Bevölkerung und der Komplexität von Leben und (individueller und gesellschaftlicher) Lebensgestaltung Rechnung zu tragen, ist es wichtig, endliche Ressourcen möglichst nachhaltig einzusetzen. Dafür ist eine hohe Recyclingquote wichtig. Jedoch sind noch viele Fragen bei der Wiederverwendung von Stoffen offen – sowohl Fragen der Grundlagenforschung als auch der Anwendung.

Thema dieses Clusters ist nicht nur Recycling, also die Wiederverwertung von Materialien, sondern auch Upcycling. Darunter werden u.a. Prozesse gefasst, die CO2 aus der Luft zur Herstellung von Plastik nutzen. Ein weiterer Schwerpunkt des Clusters sind die Membranforschung (z.B. für das Filtern von Meerwasser oder die Reinigung von Grundwasser) und ressourcen- und umweltschonende Herstellungsverfahren (z.B. für Medikamente, Energiematerialien, hochwirksame Katalysatoren und Nanotechnologie).

Ergänzend dazu geht es den Menschen an dieser Stelle um neuartige Verfahrenstechniken (z.B. das Bauen von Häusern aus Beton per 3D-Druck oder die Herstellung von Fleischersatz). Zudem möchten die Bürger*innen wissen, ob eine Entschärfung von Atommüll möglich ist. So wünschen sie sich von der Wissenschaft Antwort auf die Frage, ob sich aus hochradioaktiven Elementen weniger radioaktive Elemente herstellen lassen.

Ausblick

Trotz umfangreicher Forschung haben wir Stoffe (deren Herstellung und Eigenschaften) noch nicht ausreichend verstanden. Materialien müssen optimiert sowie Herstellungs- und Wiederaufbereitungsprozesse effizienter werden. Die Ressourcenknappheit verlangt Antworten auf die Forschungsfragen: Wo lohnt es sich, Materialien auf Kohlenstoffbasis herzustellen (z.B. Computer aus Erbgutmaterial und Batterien aus Eiweiß)? Durch welche Stoffe kann Plastik ersetzt werden? Die Wissenschaft kann der Frage nachgehen, wie wir zukünftig mit Wasser umgehen: Wie eine effiziente Trinkwassergewinnung aussieht spielt dabei eine wichtige Rolle. Welches sind die Baustoffe der Zukunft? Welche neuen Materialeigenschaften, die die Nachhaltigkeit und Langlebigkeit von Produkten im tagtäglichen Gebrauch erhöhen bzw. verstärken, gilt es zu entwickeln?

Der Aspekt des Umweltschutzes spielt eine wichtige Rolle bei der Frage, wie wir neue und bewährte Materialien möglichst umweltschonend und mit wenig Energieaufwand herstellen. Auch das Problem des Atommülls und seine Endlagerung ist eine Frage für die Forschung. Wie lässt sich dieser Abfall materialwissenschaftlich und chemisch so „verpacken“, dass er für die Umwelt den geringsten Schaden anrichtet? Um diese Fragen zu beantworten, sind nicht nur neue chemische und materialwissenschaftliche Verfahren, sondern auch physikalische Analysemethoden (z.B. Photonen-Analytik) zu entwickeln, um den Forschungsfortschritt möglichst exakt zu vermessen und auswerten zu können.

Autorin: Prof. Dr. Simone Techert