Die Glas-Chemie der Zukunft
Mehr als hundert Jahre, nachdem Otto Schott begann, die chemische Zusammensetzung von Glas gezielt zu verändern, erforschen Steven Martin und Kathleen Richardson neue Materialsysteme für die Speicherung von Energie und Infrarottechnologien.
Otto Schott zeigte schon in den 1880er Jahren, dass sich Glas durch Chemie gezielt neu gestalten lässt. Steven Martin und Kathleen Richardson führen diesen Ansatz heute mit ihrer Forschung an nichtoxidischen Materialien fort.
- Martin untersucht, wie die atomare Struktur von Glas seine Eigenschaften bestimmt – und evaluiert das Potenzial für Festkörperbatterien.
- Richardson entwickelt optische und infrarote Materialien, die über die Grenzen herkömmlicher Silikatgläser hinausgehen.
- Die Forschung der beiden galt lange als Nischenthema. Heute herrscht Konsens darüber, dass ihre Forschung Grenzen verschiebt. Der Otto-Schott-Forschungspreis würdigt diese Errungenschaft.
Obwohl er der Sohn eines Glasmachers war, akzeptierte Otto Schott das Alltagsmaterial seines Vaters nicht als einen Werkstoff, der allein durch überlieferte Rezepturen und Erfahrungswissen bestimmt wurde. Er war fest davon überzeugt, dass sich Glas wissenschaftlich verstehen, systematisch verändern und für neue Anwendungen entwickeln ließe.
Professor Steven Martin sieht Otto Schotts Arbeit als Teil eines Wendepunkts in der Geschichte des Werkstoffs.
„Ich denke, damals begann man gerade zu verstehen, dass die Chemie bei Glas eine große Rolle spielen kann“, sagt Martin. „Glas war nicht einfach etwas, das man aus der Erde holen musste, sondern ließ sich durch Chemie gezielt anpassen. Das Wissen über Chemie entwickelte sich rasant weiter – und damit begann auch die Chemie des Glases.“
Otto Schott behandelte die Zusammensetzung als wissenschaftliche Variable. Durch systematische Experimente und seine Zusammenarbeit mit dem Physiker Ernst Abbe und dem Optiker Carl Zeiss verknüpfte er die chemische Zusammensetzung mit messbaren optischen Eigenschaften und reproduzierbarer Fertigung.
Mehr als ein Jahrhundert später stellen Martin und Professor Kathleen Richardson dieselbe grundlegende Frage – nun für Glas-Familien, die lange als Nischenthema galten.
Eine Stiftung zur Förderung der Wissenschaft
Die Carl-Zeiss-Stiftung ist alleinige Eigentümerin von SCHOTT und ZEISS. Ihre Statuten schreiben vor, dass die Gewinne der Unternehmen der wissenschaftlichen Forschung und den Mitarbeitenden zugutekommen. So werden die Unternehmungen über die Interessen einzelner Eigentümer hinaus langfristig gesichert. 1989 gründeten die Stiftung und ihre beiden Unternehmen den Ernst-Abbe-Fonds. Er unterstützt internationale Forschungspreise, darunter den Otto-Schott-Forschungspreis, der im Zweijahresturnus verliehen wird.
Jenseits wissenschaftlicher Konventionen
Martin von der Iowa State University und Richardson von der University of Central Florida erhielten den Otto-Schott-Forschungspreis 2026 für ihre herausragenden Beiträge zur Glas- und Materialwissenschaft. Beide erforschen seit mehr als vier Jahrzehnten nichtoxidische Gläser, die lange Zeit weit außerhalb des wissenschaftlichen Mainstreams lagen.
Martin untersucht, wie die atomare Struktur das Verhalten und die Langzeitstabilität von Glas bestimmt. Ein großer Teil seiner aktuellen Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, wie Glas als Separator zwischen dem positiven und negativen Pol in Festkörperbatterien eingesetzt werden kann. Ziel sei es, bessere und sicherere Batterien für die Elektromobilität zu entwickeln.
Richardson erforscht optische Gläser und Glaskeramiken, darunter auch nichtoxidische Materialien, die Infrarotlicht übertragen oder Eigenschaften und Formen ermöglichen sollen, die bestehende Materialien nicht bieten können.
„Es gibt bereits eine große Bandbreite kommerziell verfügbarer Infrarotmaterialien. Viele davon haben jedoch Schwächen, die Kunden gerne beseitigt oder verbessert sehen würden“, sagt sie. Ihre Forschungsgruppe arbeitet daran, die Eigenschaften oder die Form dieser Materialien gezielt an bestimmte Einsatzbedingungen anzupassen.
Als Martin und Richardson ihre Laufbahn begannen, beschäftigten sich nur wenige Forschende mit diesen Materialien. „Uns fehlte gewissermaßen die Community von Forschenden, mit denen wir arbeiten und zusammenarbeiten konnten“, sagt Martin.
Der Jenaer Kreis, der die Optik veränderte
Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte sich die Stadt Jena zu einem Zentrum der modernen Optik, weil dort Wissenschaftler, Ingenieure und Firmen eng zusammenarbeiteten. Im Mittelpunkt dieses Kreises stand Otto Schott, dessen Spezialgläser neue Möglichkeiten für das optische Design eröffneten. Zu seinem Umfeld gehörten ZEISS-Forscher wie der Objektivkonstrukteur Paul Rudolph sowie die Physiker Siegfried Czapski und Carl Pulfrich. Ihre Zusammenarbeit trug dazu bei, optische Theorie in Mikroskope, Kameraobjektive und wissenschaftliche Instrumente zu übersetzen. Zugleich begründete sie ein Modell forschungsgetriebener Fertigung, das die Optik bis heute prägt.
Zu Beginn seiner Laufbahn veröffentlichten nur eine Handvoll Menschen auf diesem Gebiet. Heute schätzt Martin den Umfang der Fachliteratur auf rund 80.000 Publikationen.
„Es war eine Herausforderung, in einem völlig neuen Gebiet mit sehr wenigen Gleichgesinnten zu arbeiten. Zum Glück hat sich dieses Feld auf wunderbare Weise entwickelt“, sagt er. „Heute haben wir viele Partner auf der ganzen Welt.“
Richardson erinnert sich an dieselbe wissenschaftliche Ausgangslage.
„Diese Materialien waren so exotisch, so neuartig, so einzigartig“, sagt sie. „Genau das hat mich gereizt, denn ich wollte mich nicht mit ganz gewöhnlichen oxidischen Gläsern beschäftigen. Gleichzeitig waren wir unserer Zeit voraus.“
Was einst als exotisch galt, wird heute für Festkörper-Energiespeicher, Infrarotoptik und Sensorsysteme erforscht.
„Es ist großartig, dass der Otto-Schott-Forschungspreis dieses Gebiet anerkennt, denn es gehört nicht zum traditionellen Bereich der Glasforschung. Wir glauben, dass hier die Zukunft liegt“, fährt Richardson fort. „Ich denke, nichtoxidische Gläser werden einen festen Platz direkt neben oxidischen Gläsern einnehmen.“
Walk the Talk – Die Preisträger des Otto-Schott-Forschungspreises 2026
Von der Zusammensetzung zur Anwendung
Für den Glaspionier Otto Schott war die Veränderung einer Zusammensetzung nur ein Teil der Arbeit. Das daraus entstehende Glas musste zugleich definierte optische Anforderungen erfüllen und sich zuverlässig fertigen lassen.
Kathleen Richardson erkennt dieselbe Abfolge in ihrer eigenen Forschung.
„Für mich war entscheidend, wie er mit Konstrukteuren und gleichzeitig mit Carl Zeiss auf der Fertigungsseite zusammenarbeitete – und wie sich das Design der Zusammensetzung in dieses Zusammenspiel einfügte“, sagt sie. „Ich habe das Gefühl, dass wir heute an einem ähnlichen Punkt stehen.“
Ihre Zusammenarbeit mit der Industrie hilft zu bestimmen, ob ein im Labor entwickeltes Material einen konkreten Bedarf außerhalb des Labors erfüllen kann.
„Grundlagenforschung ist großartig. Aber für mich macht es den entscheidenden Unterschied, meine Materialien gemeinsam mit Partnern aus dem Labor in den Markt zu bringen“, sagt sie.
Der Otto-Schott-Forschungspreis unterstützt Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die jenseits der Grenzen etablierter Glaswissenschaft arbeiten. Für Steven Martin liegt gerade in dieser Ungewissheit die Faszination.
„Es macht mir Freude, das Unbekannte zu erforschen“, sagt er. „Ich gehe dorthin, wo vor mir noch niemand war. Und bewege mich, wenn man so will, auf den äußersten Spitzen der Äste am Baum des Wissens.“
