Glas aus dem 3D-Drucker

Die Wissenschaftlerin, Chemikerin und Gründerin Dr. Dorothea Helmer über ihr Start-up Glassomer und die Kunst der Wissenschaftskommunikation

Im Interview mit der Landesinitiative Frauen in MINT-Berufen beschreibt Dr. Dorothea Helmer das Prozedere genauer und erklärt, was so besonders an der Erfindung ist. Hauptberuflich ist sie weiterhin Wissenschaftlerin am Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Sie betont, dass man als Wissenschaftlerin immer auch neue, industrierelevante Themen bearbeiten und daraus etwas machen kann – zum Beispiel ein Start-up.

Dorothea Helmer: Das Verfahren beruht auf der Idee, dass man einen Materialblock herstellt, indem man winzig kleine Teilchen des Materials miteinander verbindet. Konkret heißt das, man stellt ein Material aus dem entsprechenden Pulver des Materials her. Für Keramiken wird das zum Beispiel in der Industrie schon angewendet. Unser Start-up macht dies nun auch für transparentes Glas möglich, das gab es vorher noch nicht. Der Trick ist, dass man das Glaspulver in ein flüssiges Material einrührt, das sich zum Beispiel im 3D-Drucker durch Licht verfestigen lässt. So kann man die Glaspulverteilchen sozusagen per Licht „zusammenkleben“.

Der 3D-Drucker härtet so einzelne Schichten aus und stapelt die Schichten zu dreidimensionalen Objekten. Überschüssiges Material wird anschließend abgespült. Im Ofen wird danach der „Kleber“ entfernt. Bei erhöhter Temperatur verbinden sich die Glaspulverteilchen zu einem transparenten Glasbauteil – echtes Glas, ohne Löcher und ohne Formverlust.

Dorothea Helmer: Unsere Kerninnovation ist die Zusammensetzung der Glassomer-Materialien, also Glaspulver plus „Kleber“. Andere hatten bereits versucht, Glas auf diese Weise herzustellen. Vor uns konnte allerdings niemand ein transparentes Material erreichen. Unser Trick klingt simpel: Man muss den richtigen „Kleber“ für die richtigen Pulver verwenden. In den richtigen Flüssigkleber lässt sich eine große Menge Glaspulver einrühren – so, dass die Partikel sehr dicht aneinander liegen. Nur wenn die Partikel dicht genug aufeinanderliegen, kann man am Ende ein transparentes Glasbauteil erhalten. Das klingt sehr einfach; aber um das zu erreichen, musste Expertise aus verschiedenen Bereichen zusammenkommen: Chemie, Materialwissenschaften, Rheologie und Ingenieurswissenschaften.

L. F. i. M.-B.: Und was führte zu der Entscheidung, mit der Erkenntnis ein Start-up zu gründen? Ist dieser Schritt üblich?

Dorothea Helmer: Wissenschaft bedeutet ja letztlich, dass man versucht, Prozesse, Materialien, Abläufe zu verstehen. Nach dem „Verstehen“ kommt dann die Frage: Was bedeutet das nun, was kann ich mit diesem Wissen anfangen? Dabei entstehen oft gute Ideen und häufig auch Tech-Start-ups. Wir haben von Anfang an daran geglaubt, dass die Glassomer-Technologie echten Nutzen bringen kann. Wir konnten die Technologie dann in Nature, einem der weltweit wichtigsten Wissenschaftsjournals, veröffentlichen. Das war für uns ein Beweis, dass die Technologie ein echter Durchbruch ist. Wir haben uns ein hohes Ziel gesetzt: wir möchten die Glasindustrie revolutionieren.

Dorothea Helmer: Industrie und Umwelt profitieren gleichermaßen. Glasherstellung ist ein sehr energieintensiver Prozess. Heute werden immer noch fast die gleichen Prozesse wie schon vor hunderten von Jahren angewendet. Eines ist all diesen althergebrachten Glasherstellungsmethoden gemein: das Glas muss bei hoher Temperatur geformt werden. Der Glasmasse muss also ständig Energie zugeführt werden. Wer schon einmal in einer Glashütte war, weiß: dort ist es ganzjährig sehr warm, weil das Glas ständig beheizt wird. Je nach Herstellungsverfahren kommen in klassischen Glasprozessen auch verschiedene Gase zum Einsatz, z.B. um Feuchtigkeit fernzuhalten.

In unserem Prozess brauchen wir keine Gase. Nur in einem zeitlich begrenzten Schritt nutzen wir kontrolliert Hitze, nämlich bei der Umsetzung des fertigen Bauteils zu Glas. Damit lässt sich eine große Menge Energie sparen. Dadurch, dass man die Materialien 3D-drucken, aber auch gießen oder prägen kann, lassen sich außerdem ganz neue Designs verwirklichen, die man vorher nicht herstellen konnte, davon profitiert die Industrie.

Dorothea Helmer: Wichtige Meilensteine waren für uns die richtige Förderung, das richtige Team und die richtige Geschäftsidee. Gerade im produzierenden Gewerbe braucht man einen Förderer oder Investor. Hier sind die Universitäten sehr großzügig und helfen unserer Erfahrung nach gerne, zum Beispiel beim Technologietransfer. Die Fördermöglichkeiten sind auch vielfältig. Intern braucht man ein sehr gutes Team: dazu gehören zunächst die Leute, die die Waren herstellen und die, die netzwerken und konstant Werbung machen, sodass man Einnahmen generieren kann. Mit einer ersten Förderung in der Tasche kann man sich an die richtige Geschäftsidee herantasten.

Meine Aufgaben sind vielfältig und lassen sich meiner Meinung nach nur so beschreiben: zeitnah die Probleme lösen, die anfallen und die entsprechenden Entscheidungen treffen. Von Wissenschaft über Prozessentwicklung bis hin zum korrekten Schreiben von Rechnungen ist da am Anfang alles dabei.

Dorothea Helmer: Man hat natürlich mehr Arbeit und muss sich auch laufend mit Themen auseinandersetzen, mit denen man sich zunächst mal nicht gut auskennt. Das ist nicht immer einfach. Und ein Unternehmen bedeutet auch mehr Verantwortung – für Mitarbeiter, Sicherheit und Maschinen. Einen speziellen Rat für Gründer zu geben, finde ich schwierig. Generell würde ich aber immer dazu raten: kenne dein Ziel – wofür machst du das Ganze und wann bist du zufrieden? Wenn man das mit sich selbst ausmacht, findet man leichter den passenden Weg.

L. F. i. M.-B.: Sie haben Ihre wissenschaftliche Arbeit und die Idee hinter Glassomer bei Wettbewerben wie Start-up BW oder auch FameLab erfolgreich beworben. Wie wichtig ist es für die Wissenschaft, solche Formate zu nutzen? Gerade in der Coronakrise wurde die Wissenschaft ja vermehrt gedrängt, verständlich zu kommunizieren. Ein Anspruch, den die Wissenschaftskommunikation seit langem verfolgt.

Dorothea Helmer: Ich finde diese Formate extrem wichtig. Wissenschaft heißt nicht, etwas so komplex darzustellen, dass das Publikum denkt: „Wow, ist das kompliziert, die muss ja echt schlau sein.“ Wenn einem niemand folgen kann, muss man sich ja letztlich auch fragen, wozu man die Information überhaupt vorträgt. Um Ängste zu nehmen und um neue Denkansätze zu bekommen, ist es meiner Meinung nach essentiell, dass einen das Publikum versteht.

Dorothea Helmer: Im Labor arbeite ich im Moment nur selten, ich arbeite meist im Büro. Unser Start-up entstand aus einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekt, daher haben wir immer noch eine starke Verbindung zur Universität. Forschung ist mir selbst sehr wichtig, ich habe noch viele Ideen, die ich verwirklichen möchte. Und ich habe viel Energie und widme mich gerne mehreren Herausforderungen.

Dorothea Helmer: Ich finde, die Frauenquote ist ein guter Schritt. Ich kenne die Kritik an der Quote und ich verstehe sie auch. Aber: Stellen Sie sich vor, Sie sind auf einem Geschäftsevent und betreten einen Raum mit 50 Frauen (irgendwo sind vielleicht auch zwei Männer). Wie finden Sie diese Vorstellung und wie verhalten Sie sich? Ich bewundere jeden Mann, der das ehrlich mit „ist mir gar nicht aufgefallen“, „das entspannt mich zusätzlich“ oder „das animiert mich einmal mehr zur Selbstdarstellung“ beantwortet. Ich habe schon das Gefühl, dass Firmenchefs, Investmentbanker und Technologiescouts meistens Männer sind. Und ich habe schon öfter Räume mit einem sehr hohen Männerüberschuss betreten: Man gewöhnt sich daran, aber wie eine „natürliche Umgebung“ fühlt es sich erstmal nicht an – ein ausgeglichenes Verhältnis würde mir besser gefallen.

Dorothea Helmer: Ausreichend Betreuungsplätze für Kinder sind sehr wichtig. Ich denke, letztlich liegt es aber nicht nur beim Staat, sondern bei jedem einzelnen. Man muss versuchen, ein bisschen Verständnis für den anderen aufzubringen: vielleicht muss das Meeting mit den Kolleginnen oder Kollegen eben zu einem Zeitpunkt stattfinden, an dem die Kinder schon im Bett sind. Etwas frech formuliert: Die wenigsten Menschen bekommen Kinder, um ihre Kolleg*innen zu ärgern. Und bei Eltern: vielleicht nicht einfach davon ausgehen, dass nur der Sohn löten lernen will, und nur die Tochter nähen lernen möchte. Aus meiner Sicht: Wenn möglich, Gleichbehandlung von klein auf.

Wir bedanken uns bei Dr. Dorothea Helmer für das Gespräch und wünschen alles Gute für die nächsten Projekte.

Infos zu Glassomer CEO Dr. Dorothea Helmer:

Dr. Dorothea Helmer studierte Chemie in Karlsruhe und erhielt ihr Diplom vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Anschließend wurde sie im Bereich organische Chemie und Biochemie an der TU Darmstadt promoviert. Als Postdoktorandin beschäftigte sie sich seit 2014 zunehmend mit Polymerchemie und Ingenieurswissenschaften am Institut für Mikrostrukturtechnik am KIT. Seit 2018 forscht sie an der Technischen Fakultät der Universität Freiburg (IMTEK) und leitet die „NanoMatFutur“-Nachwuchsgruppe „MatrixPrint“ am Freiburger Materialforschungszentrum (FMF). 2018 gründete sie mit ihren beiden Co-Gründern aus einem Forschungsprojekt die Glassomer GmbH (glassomer.com).

Fotos: Copyright KIT/M. Breig

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