Weltneuheit Freiburger
Forscher züchten lupenreine Diamanten
Die Schmuckbranche ist bereits hellhörig geworden: Freiburger Forscher züchten jetzt Diamanten im Labor. Die Qualität ist besser als in der Natur. Wird das den Markt verändern?
Rotglühende Lava spritzt in die Luft, aus dem Hintergrund ertönt eine sonore Männerstimme: "Am Anfang war das Feuer – und die Erde wurde geboren. Dabei schuf die Natur eines der schönsten Geschenke: den Diamanten." So hieß das mal in einem TV-Werbespot, der in den 80er oder 90er Jahren über die Bildschirme lief. Wie könnte man das jetzt anpassen? "Am Anfang war die plasmagestützte Gasphasenabscheidung?" Eher nicht. Was das Pathos angeht und den emotionalen Kontext, da werden es synthetisch hergestellte Diamanten gegenüber ihren natürlichen Verwandten wohl schwer haben.
Ansonsten aber, sagt der Wissenschaftler Christoph Nebel, unterschieden sich die künstlichen, einkristallinen Steine, die man jetzt am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik in Freiburg herstellen kann, in nichts von echten aus dem Inneren der Erde. Und das, behauptet er, könne einst auch den Schmuckmarkt durcheinanderwirbeln. Eine Vision? Nein, sagt Nebel. "Da steht jetzt schon ein Großinvestor aus der Branche dahinter."
Nicht das Kerngebiet der Wissenschaftler
Ein bisschen staunen sie darüber selbst noch. Diamantencolliers und Hochzeitsringe sind nicht eben das Kerngebiet der Wissenschaftler vom Institut an der Freiburger Tullastraße, dort beschäftigt man sich üblicherweise mit Hochfrequenzelektronik, mit Lasersystemen, mit Halbleitern, Transistoren, integrierten Schaltungen, solchen Dingen. Auch hinter der Herstellung von Diamanten, die in verschiedenen Entwicklungsstufen am Institut schon lange betrieben wird, steckten andere Absichten. Aktuell beispielsweise geht es darum, mit diesem Material die Halbleiterelektronik weiterzuentwickeln.
Die speziellen Eigenschaften des rein aus Kohlenstoff bestehenden Diamants, seine extreme Härte, seine Unempfindlichkeit gegenüber Strahlung, seine Wärmeleitfähigkeit und auch seine Umweltverträglichkeit sollen in Verbindung mit elektronischen Komponenten neue Möglichkeiten eröffnen. "Die Fraunhofer-Gesellschaft möchte hier ein neues Kompetenzfeld entwickeln", sagt Christoph Nebel. Darum entwickelte man in den vergangenen Jahren eine Methode, einkristalline Diamanten zuverlässig herzustellen. In großer Zahl. Und in einer Qualität und Reinheit, die die Natur nicht hinbekommt.
Ein Ortstermin: Mit Christoph Nebel und Mitarbeiterin Nicola Lang geht es in den Keller des Institutes, wo der größte der Plasma-Reaktoren steht. Wäre es eine Maschine für den Hausgebrauch, müsste man über das Design noch mal reden und man versteht, warum Christoph Nebel und seine Mitarbeiter die Geräte intern mal als Ei und mal als Kübel anreden und sie die größte Maschine Obelix getauft haben. Ins Auge fällt vor allem das bauchige Ei, der ellipsoide Mikrowellen-Reflektor des Geräts.
Man nehme nun: Methan und Wasserstoff sowie kleine, mit einer Diamantschicht überzogene Plättchen, das so genannte Substrat. Auf einem Träger am Fuß des metallenen Eis wird ein Gas-Plasma erzeugt, das der Besucher, der durch eine Öffnung hineinschauen kann, als blaugelblich wabernden Lichtfleck wahrnimmt. Im Plasma wachsen nun auf jedem Plättchen die drei mal drei Millimeter großen und 0,3 Millimeter dicken Diamanten. Zugucken kann man kaum, rund zehn Tage dauert der Prozess. Mittlerweile gelingt es den Freiburgern so allerdings, bis zu 600 Diamanten gleichzeitig wachsen zu lassen. "Und das ist weltweit einzigartig", sagt Christoph Nebel.
Diamanten künstlich herzustellen, funktioniert schon seit den 50er Jahren, bisherige Verfahren orientierten sich dabei meist an der Natur, arbeiteten mit Druck und Hitze und gestalteten sich entsprechend aufwendig. Der Freiburger Weg nun soll die Produktion künstlicher, einkristalliner Diamanten mit großem Reinheitsgrad jetzt deutlich in die Nähe der industriellen Serienfertigung rücken.
Das hat nun offenbar auch die Schmuckindustrie entdeckt. "Die haben erkannt, dass hier ein Potenzial entsteht", sagt Christoph Nebel. Welcher Investor in Freiburg angeklopft hat, will er nicht sagen – aber es sei ein richtig großer aus der Branche. Klar sei auch, dass das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik keinesfalls selbst in diesem Gewerbe tätig wird – das liefe den Prinzipien der Forschungsgesellschaft zuwider.
Maschinenbauer stehen in den Startlöchern
Verdienen kann die Fraunhofer-Gesellschaft trotzdem, wenn nach ihren Patenten einmal Maschinen zur Herstellung von Diamanten gefertigt werden und wenn mit lizenzierten Verfahren produziert wird. Auch für die Serienproduktion solcher Anlagen stünde bereits ein Maschinenbauer in den Startlöchern, heißt es.
Was bedeutet das für den Schmuckmarkt? Eine Alternative. Noch. "Wenn man davon mal Tonnen produzieren kann, wird das derzeitige Preisniveau allerdings kaum mehr zu halten sein, glaubt Christoph Nebel. Giganten wie der Diamanten-Förderer DeBeers nehmen die Gefahr aus den Laboren noch nicht allzu ernst.
Doch die Branche weiß, dass dort etwas wächst, und hat sich selbst bereits verordnet, dass Diamanten aus künstlicher Herstellung gekennzeichnet sein müssen – um die Aura des Echten aufrechterhalten zu können, muss man darüber Gewissheit haben. "Denn rein chemisch unterscheiden sich natürliche und synthetische Diamanten überhaupt nicht", sagt Christoph Nebel.
Dieter Lechler, Obermeister der Goldschmiedeinnung Freiburg und Südbaden zeigt sich unberührt. "Als es in den 30er Jahren gelang, Rubine und Saphire künstlich herzustellen, gab es einen regelrechten Boom", erzählt er, "und man dachte, das würde die echten Steine verdrängen. Tat es dann aber nicht." Man stelle sich das Hochzeitspaar vor, gibt Lechler zu bedenken, das für den großen Akt einen besonderen Trauring aussucht. "Wenn ich denen nun sagte, der Stein darin ist künstlich – der Spaß wäre schnell vorbei." Schmuck ist Emotion, sagt der Goldschmied.
Der Investor, der auf die Technologie des Fraunhofer-Instituts setzt, lässt man dort durchblicken, will auf andere Werte setzen: Reinheit und Sauberkeit. Die absolute Reinheit des so nur synthetisch herstellbaren Kristalls. Und seine Unbeflecktheit von den hässlichen Begleiterscheinungen, die die Förderung echter Diamanten lange mit sich brachte: Ausbeutung von Arbeitern, Verletzung von Menschenrechten in Abbaugebieten, die Finanzierung von gewalttätigen Konflikten mittels so genannter Blutdiamanten. Wird das ziehen? Der Kampf um die echte einkristalline Emotion ist jedenfalls eröffnet.
Forscher züchten lupenreine Diamanten
Die Schmuckbranche ist bereits hellhörig geworden: Freiburger Forscher züchten jetzt Diamanten im Labor. Die Qualität ist besser als in der Natur. Wird das den Markt verändern?
Rotglühende Lava spritzt in die Luft, aus dem Hintergrund ertönt eine sonore Männerstimme: "Am Anfang war das Feuer – und die Erde wurde geboren. Dabei schuf die Natur eines der schönsten Geschenke: den Diamanten." So hieß das mal in einem TV-Werbespot, der in den 80er oder 90er Jahren über die Bildschirme lief. Wie könnte man das jetzt anpassen? "Am Anfang war die plasmagestützte Gasphasenabscheidung?" Eher nicht. Was das Pathos angeht und den emotionalen Kontext, da werden es synthetisch hergestellte Diamanten gegenüber ihren natürlichen Verwandten wohl schwer haben.
Ansonsten aber, sagt der Wissenschaftler Christoph Nebel, unterschieden sich die künstlichen, einkristallinen Steine, die man jetzt am Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik in Freiburg herstellen kann, in nichts von echten aus dem Inneren der Erde. Und das, behauptet er, könne einst auch den Schmuckmarkt durcheinanderwirbeln. Eine Vision? Nein, sagt Nebel. "Da steht jetzt schon ein Großinvestor aus der Branche dahinter."
Nicht das Kerngebiet der Wissenschaftler
Ein bisschen staunen sie darüber selbst noch. Diamantencolliers und Hochzeitsringe sind nicht eben das Kerngebiet der Wissenschaftler vom Institut an der Freiburger Tullastraße, dort beschäftigt man sich üblicherweise mit Hochfrequenzelektronik, mit Lasersystemen, mit Halbleitern, Transistoren, integrierten Schaltungen, solchen Dingen. Auch hinter der Herstellung von Diamanten, die in verschiedenen Entwicklungsstufen am Institut schon lange betrieben wird, steckten andere Absichten. Aktuell beispielsweise geht es darum, mit diesem Material die Halbleiterelektronik weiterzuentwickeln.
Die speziellen Eigenschaften des rein aus Kohlenstoff bestehenden Diamants, seine extreme Härte, seine Unempfindlichkeit gegenüber Strahlung, seine Wärmeleitfähigkeit und auch seine Umweltverträglichkeit sollen in Verbindung mit elektronischen Komponenten neue Möglichkeiten eröffnen. "Die Fraunhofer-Gesellschaft möchte hier ein neues Kompetenzfeld entwickeln", sagt Christoph Nebel. Darum entwickelte man in den vergangenen Jahren eine Methode, einkristalline Diamanten zuverlässig herzustellen. In großer Zahl. Und in einer Qualität und Reinheit, die die Natur nicht hinbekommt.
Ein Ortstermin: Mit Christoph Nebel und Mitarbeiterin Nicola Lang geht es in den Keller des Institutes, wo der größte der Plasma-Reaktoren steht. Wäre es eine Maschine für den Hausgebrauch, müsste man über das Design noch mal reden und man versteht, warum Christoph Nebel und seine Mitarbeiter die Geräte intern mal als Ei und mal als Kübel anreden und sie die größte Maschine Obelix getauft haben. Ins Auge fällt vor allem das bauchige Ei, der ellipsoide Mikrowellen-Reflektor des Geräts.
Man nehme nun: Methan und Wasserstoff sowie kleine, mit einer Diamantschicht überzogene Plättchen, das so genannte Substrat. Auf einem Träger am Fuß des metallenen Eis wird ein Gas-Plasma erzeugt, das der Besucher, der durch eine Öffnung hineinschauen kann, als blaugelblich wabernden Lichtfleck wahrnimmt. Im Plasma wachsen nun auf jedem Plättchen die drei mal drei Millimeter großen und 0,3 Millimeter dicken Diamanten. Zugucken kann man kaum, rund zehn Tage dauert der Prozess. Mittlerweile gelingt es den Freiburgern so allerdings, bis zu 600 Diamanten gleichzeitig wachsen zu lassen. "Und das ist weltweit einzigartig", sagt Christoph Nebel.
Diamanten künstlich herzustellen, funktioniert schon seit den 50er Jahren, bisherige Verfahren orientierten sich dabei meist an der Natur, arbeiteten mit Druck und Hitze und gestalteten sich entsprechend aufwendig. Der Freiburger Weg nun soll die Produktion künstlicher, einkristalliner Diamanten mit großem Reinheitsgrad jetzt deutlich in die Nähe der industriellen Serienfertigung rücken.
Das hat nun offenbar auch die Schmuckindustrie entdeckt. "Die haben erkannt, dass hier ein Potenzial entsteht", sagt Christoph Nebel. Welcher Investor in Freiburg angeklopft hat, will er nicht sagen – aber es sei ein richtig großer aus der Branche. Klar sei auch, dass das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik keinesfalls selbst in diesem Gewerbe tätig wird – das liefe den Prinzipien der Forschungsgesellschaft zuwider.
Maschinenbauer stehen in den Startlöchern
Verdienen kann die Fraunhofer-Gesellschaft trotzdem, wenn nach ihren Patenten einmal Maschinen zur Herstellung von Diamanten gefertigt werden und wenn mit lizenzierten Verfahren produziert wird. Auch für die Serienproduktion solcher Anlagen stünde bereits ein Maschinenbauer in den Startlöchern, heißt es.
Was bedeutet das für den Schmuckmarkt? Eine Alternative. Noch. "Wenn man davon mal Tonnen produzieren kann, wird das derzeitige Preisniveau allerdings kaum mehr zu halten sein, glaubt Christoph Nebel. Giganten wie der Diamanten-Förderer DeBeers nehmen die Gefahr aus den Laboren noch nicht allzu ernst.
Doch die Branche weiß, dass dort etwas wächst, und hat sich selbst bereits verordnet, dass Diamanten aus künstlicher Herstellung gekennzeichnet sein müssen – um die Aura des Echten aufrechterhalten zu können, muss man darüber Gewissheit haben. "Denn rein chemisch unterscheiden sich natürliche und synthetische Diamanten überhaupt nicht", sagt Christoph Nebel.
Dieter Lechler, Obermeister der Goldschmiedeinnung Freiburg und Südbaden zeigt sich unberührt. "Als es in den 30er Jahren gelang, Rubine und Saphire künstlich herzustellen, gab es einen regelrechten Boom", erzählt er, "und man dachte, das würde die echten Steine verdrängen. Tat es dann aber nicht." Man stelle sich das Hochzeitspaar vor, gibt Lechler zu bedenken, das für den großen Akt einen besonderen Trauring aussucht. "Wenn ich denen nun sagte, der Stein darin ist künstlich – der Spaß wäre schnell vorbei." Schmuck ist Emotion, sagt der Goldschmied.
Der Investor, der auf die Technologie des Fraunhofer-Instituts setzt, lässt man dort durchblicken, will auf andere Werte setzen: Reinheit und Sauberkeit. Die absolute Reinheit des so nur synthetisch herstellbaren Kristalls. Und seine Unbeflecktheit von den hässlichen Begleiterscheinungen, die die Förderung echter Diamanten lange mit sich brachte: Ausbeutung von Arbeitern, Verletzung von Menschenrechten in Abbaugebieten, die Finanzierung von gewalttätigen Konflikten mittels so genannter Blutdiamanten. Wird das ziehen? Der Kampf um die echte einkristalline Emotion ist jedenfalls eröffnet.