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Zeitfragen | Beitrag vom 06.08.2020

Künstliches ElfenbeinDer Stoff, aus dem Klavierträume sind

Von Martina Senghas

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Ein Pianist spielt auf den Tasten eines Klaviers. (dpa / Jens Kalaene)
Das Material, aus dem die Klaviertasten sind, ist für Pianistinnen und Pianisten entscheidend. (dpa / Jens Kalaene)

Das blutige Geschäft mit Elfenbein hat die Elefanten fast ausgerottet. Zwar ist der Handel weitgehend verboten, doch noch immer wird das Material genutzt. Stuttgarter Forscher können es jetzt künstlich herstellen.

Angefangen hat es mit einem Weihnachtsausflug. Das Stuttgarter Max-Planck-Institut für Festkörperforschung macht ihn jedes Jahr. Und 2014, so erzählt der Direktor Jochen Mannhart, hat sich sein Team für einen Besuch der Klaviermanufaktur Sauter in Spaichingen entschieden. Das ist das älteste Klavierbauerunternehmen Deutschlands mit Sitz auf der Südwestalp, eineinhalb Autostunden südlich von Stuttgart.

Am Ende der Besichtigung fragte er den Chef der Firma: "Wenn Sie einen Wunsch hätten an eine Fee in der Wissenschaft, was würden Sie sich für Ihre Klavierfirma wünschen?" Eine Frage mit Folgen, denn Geschäftsführer Otto Hott hatte eine eindeutige Antwort: "Künstliches Elfenbein, das fehlt uns."

Handfestes Material statt atomarer Grundlagenforschung

Bei der Firma Sauter ist man sich sicher: Für Klaviertasten gibt es kein besseres Material als Elfenbein, weil es griffiger ist, die Feuchtigkeit besser aufnimmt und es sich insgesamt wärmer anfühlt. Und tatsächlich konnte das Max-Planck-Institut den Wunsch des Unternehmens erfüllen. Auch wenn es ein bisschen gedauert hat, weil die Entwicklung ja nebenbei laufen musste.

"Wir haben verschiedene Ansätze ausprobiert, das Elfenbein herzustellen", erinnert sich Mannhart. Und zu Beginn griffen die Forschenden auf Methoden zurück, die sie in ihrem eigentlichen Arbeitsalltag nutzen: komplexe, aufwändige und teure Verfahrensschritte, mit denen in Stuttgart ultradünne Schichten von Materialen entstehen. Das Max-Planck-Institut betreibt vor allem Grundlagenforschung im quantenelektronischen Bereich. Es geht darum, Atome so neu anzuordnen, dass Dinge realisierbar sind, die die klassische Physik nicht hergibt. Im besten Fall bringt das neue Anwendungsmöglichkeiten.

Im Labor zeigt Jochen Mannhart auf eine Anlage, auf die der Physiker besonders stolz ist: Blank geputzte Edelstahlröhren und komplizierte Apparaturen umgeben ihn. Weltweit gebe es diesen Versuchspark so nur einmal, so Mannhardt. "Es geht darum, Atomlage um Atomlage neue Materialen zu kreieren." Und das komplexe Verständnis dieser Vorgänge sei auch ein Schlüssel für den Erfolg bei der Entwicklung des künstlichen Elfenbeins gewesen: "Weil wir solche Sachen machen, waren wir dafür offen."

Die simple Methode: mischen, ausgießen, trocknen

Diese ganz andere Methode, die letztendlich zum Erfolg geführt hat, klingt erstaunlich simpel. Zuständig dafür war unter anderem Sarah Parks. Zwei Chemikalien mixen, die Lösung in eine Form gießen und trocken lassen. "Das ist es im Grunde schon", sagt sie.

Ganz so problemlos war es dann aber doch nicht: Eine ganze Reihe von Analysen und Experimenten waren nötig, bis das Produkt wirklich überzeugte. Entscheiden für die Herstellung sind Temperatur und Konzentration der Inhalte. Für das elfenbeinähnliche Material greifen die Forschenden auf einen Stoff zurück, der auf Collagen basiert, und einen mineralischen. Das zusammen ist die richtige Mischung.

Immer wieder probierten die Forschenden zusammen mit den Klavierbauern die neusten Tastenprototypen aus und irgendwann waren sich die Beteiligten sicher: Wir haben das perfekte synthetische Elfenbein gefunden. Und das soll nun auf den Markt kommen. Wobei für das Geschäft nun nicht mehr das Stuttgarter Max-Planck-Institut zuständig ist, sondern eine eigens dafür gegründete Firma. Bleibt die Frage: Interessiert das die Pianistinnen und Pianisten überhaupt?

Samtiges Griffgefühl überzeugt Pianisten

Barbara Baun sitzt an einem Flügel und spielt Mozart. Taste für Taste – das Material hält sie für entscheidend. "Für Pianisten ist es ein signifikanter Unterschied", sagt die Pianistin und Dozentin an der Mannheimer Musikhochschule. Man lande oft mit Schwung auf einer Taste, bewege sich darauf oder rutsche ein wenig ab. "Und das ist bei einer Plastiktaste ein anderes Gefühl als bei Elfenbein", so Baun. Elfenbein beschreibt sie als samtig bei einer glatten Oberfläche, die aber gleichzeitig Feuchtigkeit der Finger besser aufnehmen könne als Kunststofftasten.

Es scheint also Interesse an Klaviertasten aus künstlichem Elfenbein zu geben, doch die Entwickler denken schon weiter. Sie haben zur Vermarktung des Produktes extra eine Firma gegründet. Deren Chef David Butcher ist sich sicher: Das synthetische Material lasse sich überall einsetzen, "wo man Hautkontakt mit Gegenständen hat". Türgriffe, Computermäuse, Flugzeugkontrollflächen – vieles sei möglich.

Und hat einen weiteren Vorteil: Wie das Vorbild ist auch künstliches Elfenbein abbaubar und feuerresistent. In der Mikrostruktur gibt es Unterschiede zum natürlichen Material, was Elfenbeinschnitzer vermutlich bemerkten, so Impulsgeber des Projektes Otto Hott. Doch chemisch seien Kunst- und Naturprodukt identisch. Deshalb überlegen die Forscher schon, ob sie ihr Produkt unsichtbar markieren. "Denn Handel mit Elfenbein ist verboten." Es bestehe also die Gefahr, dass beim Export von künstlichem Probleme mit dem Zoll entstehen – der kann die Herkunft nämlich nicht überprüfen.

Doch so einen Marker einzubauen ist für die Grundlagenforscher wohl das kleinste Problem.

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