New drones for environmental monitoring and laser technology for industrial heritage

Das Förderprogramm „FH BASIS“ soll die anwendungsorientierte Forschung an Fachhochschulen stärken. Ziel ist es, durch die Anschaffung neuer Forschungsgeräte die Chancen bei der Einwerbung von Drittmitteln zu erhöhen.

Zur angewandten Forschung gehört es auch, immer wieder andere Perspektiven einzunehmen. Mal gehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ganz nah heran – mal betrachten sie die Dinge auf Abstand, um frische Erkenntnisse zu gewinnen. Neues Equipment soll diesen Perspektivwechsel an der THGA nun erleichtern: Ein Raman-Spektrometer ermöglicht es den Materialwissenschaftlern künftig, Alterungsprozesse von Kunststoffen und Metallen hochauflösend mit Lasertechnik zu erforschen. Eine neue Drohne mit speziellen Sensoren spürt Umweltveränderungen aus der Vogelperspektive auf. Gefördert werden die Neuanschaffungen an der THGA durch das Programm „FH Basis“ des Kultur- und Wissenschaftsministeriums NRW.

Prof. Dr. Tobias Rudolph von der THGA (li.) spürt Umweltveränderungen aus der Luft auf – bald mit neuer Hightech-Drohne. (©THGA/Volker Wiciok)

„Um zu verstehen, was unter unseren Füßen passiert, müssen wir viele Informationen miteinander kombinieren – wie bei einem Puzzle“, erklärt Geologe Prof. Dr. Tobias Rudolph. An der THGA nutzt er Satellitendaten, ebenso wie Luftaufnahmen, historische Karten oder Bodenproben, um Veränderungen im Untergrund auf die Spur zu kommen. „Pflanzen reagieren z. B. sensibel auf schnelle Bodenbewegungen, weil sie dann plötzlich nasse Füße bekommen und die Blätter dadurch braun werden“, erklärt Prof. Rudolph. „Sie verändern sich auch durch austretendes Gas, etwa Methan in ehemaligen Bergbauregionen.“

Solche Vegetationsdefekte kann die neue Hightech-Drohne aus der Luft ausfindig machen: Sie nimmt multispektrale und thermale Bilder und Videos auf, aus denen die Experten vom Forschungszentrum Nachbergbau der THGA wertvolle Rückschlüsse auf Bodenveränderungen und -strukturen ziehen können. Die Beobachtung der Natur ist somit ein wichtiges Monitoring-Instrument für den Bochumer Geologen und sein Team.

Prof. Dr. Micheal Prange erforscht, wie Kunststoffe und Metalle altern, um diese Prozesse zu verlangsamen oder sogar ganz aufzuhalten. (© THGA/Volker Wiciok)

Im Forschungsschwerpunkt Materialwissenschaften kommen wiederum ganz andere Instrumente zum Einsatz, um Veränderungen aufzuspüren. Prof. Dr. Michael Prange erforscht, wie Materialien altern. Auch er kombiniert viele Methoden, um die Prozesse im Detail zu verstehen, die in Kunststoffen oder Metallen vor sich gehen – wie sich Rost ausbreitet oder Plastik zerfällt. Mit dem neuen Raman-Spektrometer, das nun an der THGA angeschafft wird, können solche Phänomene mittels Laserlicht vertieft erforscht werden. „Vereinfacht gesagt, zeigt uns das Licht, wo das Material Schäden hat“, erklärt Prof. Prange. „Damit können wir die Untersuchung von Antikorrosionsbeschichtungen verbessern.“

So lassen sich die Hinterlassenschaften der Industriekultur wie Fördertürme oder Hochöfen ebenso auf Rost untersuchen wie Oldtimer. „Bestenfalls kann der Zerfall so nicht nur verlangsamt, sondern ganz gestoppt werden“, sagt Prof. Prange. Die Erkenntnisse seiner Grundlagenforschung sind daher ebenso spannend für Kunsthistoriker, wie für die Restaurierungswissenschaften oder die Industrie. Die Erkenntnisse sollen nämlich auch helfen, neuartige Kunststoffe zu entwickeln, die sehr schnell und viel besser als bisher verrotten. „Vielleicht ein Weg, den Plastikmüllberg auf der Welt etwas abzutragen“, hofft der Forscher.

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