Wie ein Wüstenkäfer die Forschung zu Hightech-Lasern inspirierte

von Raphael Wittwer

Schwarzach Die Ultrakurzpuls-Laser, mit denen Forschungswissenschaftlerin Sandra Stroj seit über 20 Jahren arbeitet, senden gepulstes Laserlicht für nur wenige Billiardstel einer Sekunde aus. Ermöglicht wurde diese Forschung nicht zuletzt durch das Josef-Ressel-Zentrum für Materialbearbeitung mit ultrakurz gepulsten Laserquellen an der FH Vorarlberg, dessen Leitung Sandra Stroj oblag.

Diese Forschungszentren sollen industrienahe Forschung ermöglichen. „Unser Industriepartner ist Spectra Physics Rankweil, ehemals HighQLaser, ein führender Hersteller von Ultrakurzpulslasern“, erklärt die 47-Jährige. Ihr Job war es, mit ihrem Team neue Anwendungsgebiete dieser Laser zu untersuchen, die unter anderem Medizin und Mikrotechnik umfassen. Diese Forschung, für die sie kürzlich mit dem renommierten Preis der Christian-Doppler-Forschungsgesellschaft für Forschung und Innovation honoriert wurde, ist zum Teil auch von der Natur inspiriert worden.

Vorbild Wüstenkäfer

Seit Beginn ihres Doktoratsstudiums an der TU Wien im Jahr 2001 beschäftigt sich Sandra Stroj mit Ultrakurzpulslasern. Ursprünglich fand sie zu dem Gebiet, da es schon damals eine Kooperation zwischen der FH Vorarlberg und der Firma HighQLaser gab, bei der sie später selbst tätig war. Anders als herkömmliche Laser sind diese Laser keine punktuellen Hitzequellen. So können auch empfindliche Materialien sehr genau bearbeitet werden. „Ein Lotusblatt hat beispielsweise seine wasserabweisende Eigenschaft nicht nur durch sein Material, sondern auch durch seine Oberflächenstruktur. Mit dem Laser können wir solche Strukturen herstellen. Das war die ursprüngliche Inspiration für das Thema Bionik.“

Die Natur hat schon gezeigt, dass es funktioniert, wir mussten nur noch abschauen.

Sandra Stroj

So kam das Forschungsteam zu einem in der namibischen Wüste beheimateten Käfer, der aufgrund der Beschaffenheit seines Körpers die Fähigkeit hat, Wassertröpfchen aus der Luft auf seinem Körper zu sammeln und diese zu trinken. „Der Käfer verwendet Benetzungskontraste, er sammelt das Wasser an hydrophilen – also wasseranziehenden – Punkten, welches dann über den Lotus-Effekt zu seinem Maul fließt“, erklärt die Harderin. „Wir haben uns mit solchen funktionalen Oberflächen beschäftigt und da hat sich dieses Thema sehr angeboten, weil es uns begeistert hat. Außerdem hat die Natur schon gezeigt, dass es funktioniert, wir mussten nur noch abschauen“, lacht Sandra Stroj. Basierend auf diesem Prinzip könnten beispielsweise Glasoberflächen so bearbeitet werden, dass sie nicht beschlagen oder vereisen.

Neue Wege beschreiten

„Die Lasertechnik und deren Anwendungsmöglichkeiten ist so vielfältig, dass ich stets auf Neue erstaunt bin, was hier alles möglich ist“, begründet Sandra Stroj ihre Faszination für das Thema. Der CDG-Preis habe eine große Bedeutung für sie: „Es war uns bewusst, dass das Forschungslabor erfolgreich war, da wir sehr viel Output generiert haben, den der Firmenpartner ideal verwerten konnte. Aber wenn das noch honoriert wird und man im Vergleich zu anderen Zentren, die auch eine sehr gute Arbeit machen, gewinnt, dann ist das natürlich eine besondere Freude.“

Die größte Herausforderung der Forschungsarbeit sei, immer die Umsetzbarkeit einer Idee zu berücksichtigen. „Man arbeitet natürlich immer an neuen Themen, man muss abschätzen: Ist das machbar, oder ist das nur ein Hirngespinst? Man läuft in neuen Pfaden. Das ist spannend, aber immer ein bisschen risikobehaftet.“ Künftigen Forschern empfiehlt sie, Neugier und Durchhaltevermögen mitzubringen, denn: „Rückschläge gehören in der Forschung zum Alltag. Davon darf man sich nicht entmutigen lassen.“