Stellen Sie sich ein T-Shirt vor, dessen Farbe sich bei jeder Bewegung ändert… Oder Plastik, das aus Holz gewonnen wird… Oder ein Material, dass bei gleicher Temperatur mal starr ist und mal flüssig… Für Prof. Dr. Jan Lagerwall sind solche Träume alles andere als unrealistisch. Begegnung mit einem neuen Experten der Universität und seiner faszinierenden Forschung…

Prof. Dr. Jan Lagerwall arbeitet seit diesem Jahr in der Forschungseinheit Physik und Werkstoffkunde der Universität Luxemburg. Er stammt aus Schweden und war nach Stationen in Deutschland und den USA zuletzt in Südkorea an der Seoul National University tätig. Sein Gebiet: Flüssigkristalle – Materialien, die fließen können, aber Eigenschaften von Kristallen haben. Diese kennt man aus Laptop-, Handy- oder TV-Displays, doch damit kann man noch eine Menge andere interessante Dinge anstellen…

Professor Lagerwall, woran forschen Sie?

Ich habe ganz unterschiedliche Projekte. Ich arbeite zum Beispiel an der Herstellung von Fasern mit Flüssigkristall-Füllung. Damit könnte man Arbeitskleidungen mit integriertem Gassensor produzieren. Flüssigkristalle reagieren nämlich auf Licht, Temperatur oder eben auf bestimmte Gase indem sie ihre Kristall-ähnliche Ordnung verlieren. Das verändert ihre optischen Eigenschaften. So könnten etwa Minenarbeiter eine Kleidung tragen, die ihre Farbe ändert, wenn der Sauerstoff knapp wird. Auch Fabrikarbeiter oder Soldaten könnten damit auf gefährliche Stoffe aufmerksam gemacht werden. In Zusammenarbeit mit einer Künstlerin aus Korea arbeiten wir auch an Kleidung, die Luftverschmutzung anzeigen können soll oder gar an einer die, mit einem etwas anderen Verfahren, ihre Farben ändert, wenn man sich bewegt.

In einem ganz anderen Projekt forsche ich über Mikropumpen. Wir haben es hier nämlich geschafft, kleine Sphären aus flüssigkristallinem Polymer zu produzieren, die kontrahieren, wenn sie Wärme oder Licht ausgesetzt werden. Diese könnten zum Beispiel Arzneimittel im Körper zielgerichteter freisetzen. Wir müssen sie nun noch genauer verstehen, damit wir ihre Herstellung besser kontrollieren können.

Vor kurzem habe ich Kollegen am SnT (Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust) vorgeschlagen, an einem neuen Authentifizierungsverfahren auf Flüssigkristallbasis zu arbeiten. Außerdem könnte man Flüssigkristalle auch in Kombination mit bestimmten Partikeln nutzen, um etwa einen Greifarm zu produzieren, der mal biegsam, mal fest ist. Und ein weiteres, sehr spannendes Projekt betreue ich mit Tanja Schilling aus der gleichen Forschungseinheit: wir untersuchen Zellulose, den Hauptstoff von Holz, der in seiner Nanostruktur als kristalline Stäbchen vorliegt. Wir analysieren wie man dieses Material zu neuartigen Kunststoffen mit attraktiven Eigenschaften machen könnte. Dafür hat es sehr interessantes Potential: es ist leicht, hat starke mechanische Eigenschaften und außerdem ist Zellulose das meist verbreitete Polymer auf der ganzen Welt!   

Gibt es weltweit viele Kollegen, die an solchen Projekten arbeiten?

Auf dem Gebiet der Flüssigkristalle gibt es viele Forscher. Aber ich und ein Kollege in den USA sind bisher die einzigen, die diese auf Textilien anwenden. Über Nanozellulose arbeiten zwar auch schon einige Chemiker und Ingenieure, während das System in der Physik gerade entdeckt wird – und der physikalische Aspekt ist sehr spannend! Auch an Flüssigkristallpolymere, die als artifizielle Muskeln fungieren können, arbeiten einige Kollegen, aber wir sind bisher die ersten, die dies in Kombination mit Mikrofluidik tun. Und das angedachte SnT-Projekt ist ein völlig neuer Ansatz.     

Was gefällt Ihnen besonders an Luxemburg?

Die Atmosphäre hier gefällt mir gut, außerdem habe ich nette Kollegen. Was ich an der Universität noch besonders schätze, sind die sogenannten Research Facilitators. Die machen eine wirklich tolle Arbeit! Auch ihr Forschungsnewsletter mit allen nützlichen Informationen für Forscher ist eine prima Sache.

Haben Sie sonst noch Projekte und Visionen für die Universität?

Ja, ich arbeite mit Phillip Dale daran, einen Graduiertenkolleg für Physik und Materialwissenschaften ins Leben zu rufen. Es ist Teil der aktuellen Initiative der Universität, unsere Doktoranden in "Doctoral Schools" einzubinden, die ihnen ein unterstützendes Rahmenwerk geben sollen. Wir rechnen damit, dass unser "Physics & Materials Science"-Graduiertenkolleg nächstes Jahr offiziell anfangen wird. Außerdem hatte ich in Korea ein TEDx-Event organisiert. Das würde ich auch gerne in Luxemburg wiederholen und so unsere Forschung der Luxemburger Bevölkerung und Zuschauern weltweit auf eine unterhaltsame Art vermitteln.

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Experimental Soft Matter Physics

© Université du Luxembourg, Michel Brumat