Deutscher Zukunftspreis 2016: Die Erfindungen der Teams

Seit 1997 nominiert das Kuratorium des Deutschen Zukunftspreises jedes Jahr drei Teams für ihre großartigen Erfindungen. Aber nur ein Team hat am 30. November diese mit 250.000 Euro dotierte Trophäe entgegen genommen: Die Erfinder von Carbon-armiertem Beton.

Und so geht's: Hier werden Fasern gewebt - aber ganz besondere Fasern. Die Carbonfasern sollen einmal als Armierung (Verstärkung) in Bauwerken dienen. Die Erfindung der TU-Dresden entstand nicht umsonst auch am Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstoffe.

Das Carbongewebe ist flexibler als herkömmliche Stahlarmierungsmatten. Hier werden die Fasern unter Rotlicht getrocknet und verbacken. Dabei kommt ein hochfestes Armierungsgewebe heraus.

Das Gewebe enthält sehr unterschiedliche Fasertypen mit besonderen Eigenschaften. Je nachdem welchen Belastungen das Bauwerk einmal standhalten soll, können die Ingenieure genau das produzieren, was sie brauchen.

Betonwände mit dem neuen Armierungsgewebe müssen nur wenige Zentimeter dick sein. So lassen sich extrem leichte und filigrane Architektenentwürfe realisieren. Selbst für Möbel, wie Tischplatten oder sogar Sitzbänke lässt sich Carbonbeton nutzen.

Die Stahlbetonarmierung (links) und der Carbonbeton (rechts) erreichen etwa die gleiche Festigkeit. Carbonarmierungen haben aber noch einen sehr weiteren Vorteil: Dringt doch einmal Wasser in das Bauwerk ein, kann das Carbon nicht rosten, sondern behält seine Stabilität. Brücken oder andere Bauwerke dürften also damit länger halten.

Wer sagt, Beton sei hässlich? Mit dem neuen Carbonbeton könnte sich mancher Architekt sogar die Metallverblendungen sparen und zum reinen Stil des modernen Brutalismus zurückkehren. Der heißt so, weil dort roher Beton ("béton brut") als Gestaltungsprinzip sichtbar dominiert.

Mit dieser speziellen Aufbrenn-Düse für Nanopartikel beschichten die Erfinder des zweiten Teams bei Daimler Zylinderblocks für Motoren von innen mit einem dünnen Belag aus nanometerfeinen Poren. Diese stellen Ölreservoirs dar und ermöglichen einen Betrieb des Motors fast ohne Reibungsverluste.

Zwei Drähte aus einer Eisen-Kohlenstoff-Legierung erzeugen einen Lichtbogen im Inneren des Motor-Zylinders. Darin verdampfen winzige Metalltröpfchen unter einem Strom von Stickstoffgas. Die dabei entstehenden Nanopartikel legen sich wie ein Film auf das Metall.

Hier erahnt man, wie glatt die Oberfläche des Zylinders ist. Die Reibungsverluste sind so gering, dass sich bei einem herkömmlichen Motor gut drei Prozent Treibstoff einsparen lassen. Auch die Bauweise des Motors kann leichter und kleiner sein, weil auf zusätzliche Elemente verzichtet werden kann.

Forscher von BMW und Osram haben das Autolicht neu erfunden. Sie nutzen einen Laser als Lichtquelle. Das Problem: Der Laser strahlt blaues Licht aus. Damit man gut sehen kann, braucht man aber schönes weißes Licht

Spezialkeramiken wandeln einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht um. Dann vermischen sich Teile des blauen und gelben Lichts miteinander und liefern ein punktgenaues weißes Licht.

Eine komplexe Elektronik macht es möglich, dass das Fernlicht entgegenkommende oder vorausfahrende Fahrzeuge aus dem Lichtkegel ausblendet. So wird sichergestellt, dass keine anderen Fahrer geblendet werden. Fußgänger und Rehe allerdings schon.

600 Meter weit reicht der neue Scheinwerfer, der hier schon in einem Serienfahrzeug verbaut ist. Und mit so einem Auto sind die Erfinder dieser Sicherheitstechnik auch gut in Berlin zur Preisverleihung angekommen. Auch wenn sie den Preis nicht gewonnen haben - wir gratulieren allen drei Teams zu ihren tollen Erfindungen.