Polymerwissenschaft: Der wandlungsfähige Werkstoff
Polymere und Kunststoffe haben das Potenzial, die Grundlage für zahlreiche Zukunftstechnologien zu bilden. Wofür sie eingesetzt werden können und wie man sie nachhaltiger macht, damit beschäftigt sich Kerim Temme (23) in seinem Masterstudium der Polymerwissenschaften.
Ob Mikroplastik in Kosmetikartikeln oder Plastikabfälle im Meer – weil sie nicht biologisch abbaubar sind, genießen Polymere und Kunststoffe in der öffentlichen Wahrnehmung einen schlechten Ruf. Dass Polymere auch viele nützliche Eigenschaften in sich tragen, wird dabei oft vergessen. „Das ist schade, denn für unsere Zukunft ist es wichtig, dass wir uns mit ihnen beschäftigen – zum Beispiel damit, wie man ihre Herstellung nachhaltiger machen und sie recyceln kann“, sagt Kerim Temme, der den Masterstudiengang Polymerwissenschaften an der Westfälischen Hochschule (WHS) in Recklinghausen absolviert.
Schon heute spielen Polymere beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Entwicklung leistungsfähiger Akkus wie sie etwa für E-Autos genutzt werden. Auch sogenanntes elektronisches „Papier“, wie es in E-Book-Readern, Smartwatches oder Anzeigetafeln zum Einsatz kommt, basiert auf Polymeren. In Zukunft sind noch viele weitere Einsatzmöglichkeiten denkbar. Kerim Temme hat sich bereits im Rahmen seines Bachelorstudiums in Chemie an der WHS mit der Synthese, der Anwendung und dem Recycling von Polymeren beschäftigt. „Das Themengebiet hat mir sofort gefallen, weshalb ich mich entschieden habe, meinen Schwerpunkt im Master auf Polymere zu legen“, erzählt der 23-Jährige.
Am meisten interessiert mich an Polymeren die Synthese und Herstellung und wie man die Versuchsparameter anpassen muss, um die gewünschten Eigenschaften im Endprodukt zu erzielen.
Kerim Temme
Polymere im Labor herstellen
Das Masterstudium, das in der Regel vier Semester umfasst, unterteilt sich in drei Bereiche: Polymerchemie, Polymeranalytik und Polymerphysik. In der Polymerchemie und -analytik geht es um die Herstellung von Polymeren. Im Labor stellen die Studierenden selbst Polymere nach sogenannten Syntheserouten her, die man sich wie eine Art Kochrezepte vorstellen kann, und analysieren sie.
„Neben der Chemie wird im Studium auch Wert auf die physikalischen Eigenschaften von Polymeren und die Verarbeitung, Nachbearbeitung und das Recycling von Kunststoffen gelegt, die sich stark von allen anderen Materialien unterscheiden.“ Anders als zum Beispiel Glas oder Metall handelt es sich bei Kunststoffen um organische Werkstoffe. Das spielt eine wichtige Rolle in Hinblick auf Verarbeitung und Recycling. Während Metalle und Glas theoretisch beliebig oft aufgeschmolzen und wiederverwendet werden können, werden die Polymerketten in Kunststoffen beim Aufschmelzen und der Wiederverwendung immer kürzer, weshalb sie nicht beliebig oft recycelt werden können.
Herstellungsverfahren nachhaltiger gestalten
Da Kerim Temme seinen Bachelor ebenfalls an der WHS absolviert hat, konnte er sich direkt für das Masterstudium einschreiben. Studierende von anderen Hochschulen müssen im Rahmen ihrer Bewerbung einen Nachweis über bestimmte Lehrmodule und Laborpraktika erbringen.
Das Masterstudium bietet die Möglichkeit, je nach Interesse eigene Schwerpunkte zu setzen. „Am meisten interessiert mich an Polymeren die Synthese und Herstellung und wie man die Versuchsparameter anpassen muss, um die gewünschten Eigenschaften im Endprodukt zu erzielen. Und ich beschäftige mich besonders gerne mit dem 3-D-Druck mit Kunststoffen“, berichtet der Student, der sich im vierten und letzten Semester befindet.
Im Anschluss an seinen Master plant er eine Promotion im Bereich der Polymerchemie. Danach will er in der Forschung und Entwicklung zur Polymersynthese und -verarbeitung arbeiten. Dabei geht es zum Beispiel darum, bestehende Herstellungsverfahren zu untersuchen und sie ökologisch und ökonomisch nachhaltiger zu gestalten.
Polymerwissenschaft studieren
Derzeit bieten fünf Hochschulen in Deutschland einen Masterstudium in Polymerwissenschaften an. An der Universität Halle, der Universität Potsdam und der Freien Universität Berlin handelt es sich jeweils um einen englischsprachigen Studiengang.
In der Regel haben die Masterstudierenden zuvor ein Bachelorstudium in einem ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Fach wie beispielsweise Chemie, Chemietechnik oder Chemieingenieurwesen absolviert. Diese Fächer bieten die Möglichkeit, sich bereits im Rahmen des Bachelorstudiums dem Thema Polymere anzunähern.
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BERUFENET
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