Wozu dienen Kolloide?

Die größte Chance und Herausforderung für die Kolloidchemie in den nächsten Jahren liegt im folgenden Aspekt. Die Kolloidchemie kommt langsam in die Lage, durch geeignete funktionalisierte Kolloide, Materialien mit einer Strukturhierachie zu erzeugen, bei der neue Eigenschaften und Eigenschaftskombinationen durch die "Teamarbeit" von Funktionsgruppen entstehen. Kolloide sind im Regelfall eben nicht nur kleine Teilchen, sondern können wiederum aus einer Vielzahl verschiedener Molekültypen, den sog. Kompartimenten, zusammengesetzt sein. Bei einer geeigneten Architektur können diese Kolloide mit chemischer Struktur nun sehr spezielle Aufgaben erfüllen, die, weil komplex, von molekularen Systemen nicht beherrscht werden können. Dieses Bauprinzip ist nicht neu, die Natur macht es nämlich ganz genauso, wenn sie komplizierte Aufgaben zu erfüllen hat.

Ein Beispiel hierfür ist der Aufbau des Haares oder der Sehne, bei denen sich Keratinmoleküle mittels einer ganzen Kaskade von Aggregationsstufen über Proto- und Intermediärfilamente zum endgültigen Material mit seinen durch molekulare Systeme nicht erreichbaren Eigenschaften zusammenlagern; wir alle kennen die Überlegenheit von Naturfasern im Eigenschaftsprofil gegenüber synthetischen Fasern. Ein anderes Beispiel ist die Haut: es gibt keinen Kunststoff, der so weich, gleichzeitig so reißfest ist und trotzdem zu großen Teilen aus Wasser besteht. Auch hier besteht das Geheimnis im Zusammenspiel dreier Komponenten (Kollagen, Hyaloronsäure, Proteoglycan), welche durch Überstrukturbildung "im Team" die ungewöhnliche Eigenschaftskombination bewerkstelligen. Solche Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen, die sich erst durch eine geeignete Überstruktur ergeben, beschränken sich nicht auf besondere Werkstoffeigenschaften, sondern schließen auch z. B. sensorische oder elektrooptische Effekte oder Transportaufgaben mit ein.

Tatsächlich werden in verschiedenen Gruppen Polymere und Verbundkolloide entwickelt, die in dem obengenannten Sinn als Kompartimente supramolekular zu ordnen oder sich ordnen lassen. Ein gezieltes Design der Zusammensetzung der Kompartimente ist jedoch noch Kernpunkt einer auch mittelfristig orientierten Forschungsplanung. Die Kolloidforschung wird nahezu einstimmig von den meisten Planungskommisionen, die die Möglichkeiten für Wissenschaft und Technik des 21. Jahrhunderts evaluieren sollen, in die erste Reihe der zukünftigen Schlüsseltechnologien eingeordnet; sie könnte durch die Breite des Ansatzes fast alle modernen Industrieprodukte beeinflussen. Grundlage einer weitergehenden Nutzung aller sich bietenden Möglichkeiten ist jedoch ein Dialog und ein Verständnis über die Grenzen der Wissenschaftsdisziplinen hinweg.