Wie Materialien unser Leben prägen

Neue Materialien und bahnbrechende Technologien haben die Ausstellung «Rethinking Design» der ETH Zürich inspiriert, die nächste Woche anlässlich des WEF in Davos stattfindet. Denn: Design wird zunehmend zu einem essenziellen Bestandteil der wissenschaftlichen Arbeit, neue Materialien haben das Potenzial, ganze Industrien zu transformieren. «Rethinking Design» wagt einen Blick in die Zukunft – in Anlehnung an das WEF-Motto «Globalisierung 4.0» und das allgegenwärtige Schlagwort «Transformation». So werden in der interaktiven Ausstellung nicht nur Roboter präsentiert, die schwimmen, eislaufen und lebensechte Eigenschaften imitieren können, sondern auch neuartige Materialien, wie beispielsweise multiferroische Kristalle, die unsere Vergangenheit enthüllen, oder Aerogele, die unsere Zukunft beeinflussen.

Design für ein neues Zeitalter

Materialien haben die Menschheit schon immer geprägt. In der Steinzeit veränderten erste Werkzeuge aus Feuerstein die Art und Weise, wie die Menschen ihre Zeit gestalteten, grundlegend. Später brachte die Bronzezeit die schriftliche Kommunikation sowie fortschrittliche soziale, ökonomische und zivile Strukturen. In der Eisenzeit schliesslich wurden neue Waffen entwickelt und Invasoren verbreiteten nicht zuletzt neues Wissen. «Man könnte sagen: Wir sind nur so smart, wie die Materialien, die wir nutzen», folgert Simone Bucher, die Kuratorin der Ausstellung «Rethinking Design». «Heutige Materialien ebnen uns den Weg in ein neues Zeitalter, indem sie Designs anregen und ermöglichen, die ganze Industrien transformieren.»

Industrielle Prozesse transformieren

Der rasche Abbau von Rohstoffen hat zur Folge, dass bis zum Jahr 2050 nicht mehr genügend Sand und Stahl für Betonbauten verfügbar sein werden. Block Research Group, Architecture and Building Systems und Digital Building Technologies der ETH Zürich präsentierien deshalb anlässlich der Ausstellung ein neuartiges Design für ein funktionell integriertes Bodensystem mit Heiz- und Kühlelementen. Diese Neuentwicklung erlaubt im Vergleich zu herkömmlichen Bodenplatten aus Beton Rohstoff-Einsparungen von bis zu 70 Prozent. In ähnlicher Weise schlägt das Start-up FenX der ETH Zürich ein nicht-toxisches und nicht-brennbares Baumaterial vor. Der Baustoff wird aus Flugasche hergestellt, die zu den normalen Industrieabfällen gehört. Spectroplast, ebenfalls ein Spin-off der ETH, präsentiert einen auf 3D-Druck basierenden «Zero Waste»-Herstellungsprozess, bei dem Silikon-Additive zum Einsatz kommen.

Robotik im Alltag

Die Prinzipien der additiven Fertigung haben auch die am Computational Robotics Lab der ETH Zürich tätigen Wissenschaftler beeinflusst, die an der Schnittstelle von Visual Computing, Robotik und computerunterstützter Herstellung arbeiten. Sie demonstrieren, wie Roboter in unserem Alltag künftig allgegenwärtig sein werden. 3D-Druck und neue, fortschrittliche Herstellungstechnologien ermöglichen die Entwicklung einer neuen Generation von individualisierten Robotern – wie beispielsweise die eislaufenden Roboter, die in Davos zu bestaunen sind. In der Zwischenzeit hat sich das Engineering Design and Computing Lab der ETH Zürich bereits in die nächste Dimension aufgemacht: Mithilfe 3D-gedruckter Polymere werden hier neuartige 4D-Designs geschaffen. Aus Materialien, die Temperatur für den Selbstantrieb ohne herkömmlichen Motor oder Stromversorgung nutzen, entwickeln Forschende beispielsweise schwimmende Roboter – was sie wiederum dazu anregt, die Fortbewegung als solche neu zu denken.

WEF-Auftritt beleuchtet Bedeutung der Wissenschaft

Allerdings sind Polymere nicht das einzige Material, das künftig im Alltag eine essenzielle Rolle spielen könnte. Inspiriert von der Natur haben Forschende am Multifunctional Materials Lab der ETH Zürich den «modernen Baum» entwickelt – ein Aerogel-Material, das im Labor Photosynthese betreibt. Wie bei einem richtigen Baum ermöglicht dieses Material eine chemische Reaktion von CO₂ mit Wasser und Sonnenlicht, die in Solarbrennstoff resultiert.

Joël Mesot, der Präsident der ETH Zürich, heisst Besucherinnen und Besucher im Pavillon der ETH Zürich und in der Ausstellung «Rethinking Design» willkommen und lädt sie ein, sich ein Bild davon zu machen, wie neue Materialien und Technologien innovative Designs inspirieren können. «Das World Economic Forum ist und bleibt ein wichtiges Ereignis in der Agenda eines Präsidenten der ETH Zürich. Wir freuen uns, Menschen aus der Schweiz und der ganzen Welt bei uns willkommen zu heissen. Unsere Ausstellung beleuchtet die essenzielle Rolle, die Wissenschaft und Technologie in der heutigen Wirtschaft und Gesellschaft spielen», so Mesot.