Die Leute mit dem richtigen Riecher

Neuigkeiten von Toiletten, Satelliten und vom Raumschiff Enterprise - erforscht in der Schweiz. Ihre Arbeit geschieht meist im stillen Kämmerchen, doch mit ihren Ergebnissen halten sie die Wirtschaft in Schwung. Auch ohne üppige Staatsgelder verteidigen die Schweizer Forscher ihren Spitzenplatz.

Sie stehen kaum im Rampenlicht, doch sie sind das Rückgrat unserer Wirtschaft. Der Physiker Ralf Materna erforscht die Strömungen in Toilettenschüsseln, die Chemikerin Brigitte Buchmann misst die Schadstoffe in der Luft, die Ingenieurin Muriel Noca baut mit Studenten den ersten Schweizer Satelliten, der Unternehmer Carlo Keller erfindet das Kochen neu, und der Ingenieur Andreas Häberli macht dem Raumschiff Enterprise Konkurrenz. Diese fünf und 52 000 ihrer Kollegen sind der Innovationsmotor der Schweiz. Dank ihnen hat unser Land seinen internationalen Spitzenplatz verteidigt, wie eine Studie des Bundesamtes für Statistik zeigt.

Nur Schweden ist noch eine Spur besser klassiert, doch das Land investiert deutlich mehr Staatsgelder in die Forschung und Entwicklung. Das Schweizer Modell hingegen ist schlank und effizient. Zwei Drittel der Forscherinnen und Forscher sind in privaten Unternehmen tätig. Zudem kommen mehr als 70 Prozent der 13,1 Milliarden Franken, die 2004 für Forschung und Entwicklung ausgegeben wurden, aus dem Privatsektor. «Wir sind auch beim Bund auf gutem Weg», sagt Forschungspolitikerin Kathy Riklin von der CVP. Vor Kurzem hat das Parlament den Bildungs- und Forschungskredit für die Jahre 2008 bis 2011 um 6 Prozent auf 21,2 Milliarden Franken aufgestockt.

Wissen aus den Labors soll schnell in die Märkte fliessen

Die grosse Bedeutung der Privatwirtschaft in der Forschung und Entwicklung zeigt sich auch darin, dass mehr als die Hälfte aller kleinen und mittleren Unternehmen (54,8 Prozent) selbst an neuen Produkten und Produktionsverfahren tüftelt. Das ist der Spitzenplatz.

Eine direkte staatliche Förderung der Forschung in Unternehmen ist in der Schweiz im Gegensatz zum Ausland nicht bekannt. Die KTI ist die Förderagentur für Innovation des Bundes. Mit einem Budget von 100 Millionen Franken pro Jahr unterstützt sie den Wissens- und Technologietransfer zwischen Firmen und Hochschulen. Das Wissen aus den Laboratorien soll rasch in Produkte und Dienstleistungen umgesetzt werden. Bei gemeinsamen Projekten zahlt sie die Löhne der Hochschulpartner, nicht aber die Aufwände der Unternehmen.

«Mit diesem Modell ist die Schweiz bisher sehr gut gefahren. Das Innovationssystem ist effizient», erklärt Martin Wörter von der Konjunkturforschungsstelle der ETH. Entscheidend ist nämlich das Ergebnis. Gemessen an der Anzahl Patentanmeldungen pro Million Einwohner ist die Schweiz führend. Zudem hat kein kleines Land so viele Nobelpreisträger hervorgebracht. Insgesamt ist der Vorsprung gegenüber der Konkurrenz in den vergangenen Jahren geschrumpft. «Doch die Schweiz hat gute Voraussetzungen, ihren Spitzenplatz zu behalten», sagt Martin Wörter.

Muriel Noca, Ingenieurin

Projektleiterin des Swisscube, des ersten Schweizer Satelliten, an der ETH Lausanne

Er wirkt unscheinbar. Der Würfel, dessen Kanten nur zehn Zentimeter lang sind, ist grau und wiegt ein Kilo. Im Innern verbergen sich Wunder der Technik: ein Sender und Empfänger, ein Sonnensegel, ein Teleskop, mehrere Motoren, ein Bordcomputer und eine Flughöhenkontrolle. 25 Studenten der ETH Lausanne, der Uni Neuchatel und von mehreren Fachhochschulen der Westschweiz arbeiten daran, jeden Millimeter dieses Metallgehäuses mit modernster Technik zu verplanen. Denn der Metallkasten soll nächsten Sommer von Französisch-Guyana aus oder von Baikonur in Kasachstan als erster Schweizer Satellit «Swisscube» ins All geschossen werden.

«Während drei bis zwölf Monaten wird er zwischen 400 und 1000 Kilometer Höhe in einer Umlaufbahn kreisen», erklärt Projektleiterin Muriel Noca. Die 38-jährige Ingenieurin hatte zuvor 12 Jahre bei der Nasa gearbeitet. In einem der Labors im Space Center in Lausanne demonstriert ein Studenten den Mikromotor, mit dem der Satellit im All stabilisiert werden kann.

«Wir müssen bei vielen Lösungen Neuland betreten, weil die Masse so klein sind», sagt Noca. Bis anhin wurden weltweit zwanzig solcher Mikro-Satelliten mit dem «Cubesat-Standart» gestartet. Doch der Swisscube unterscheidet sich bezüglich der hohen Nutzlast von den Vorgängern. Nach einem gelungenen Versuch ist es denkbar, dass ein Nachfolgemodell als Wartungssatellit im Weltall zum Einsatz kommt. Wichtigster Industriepartner ist der Technologiekonzern Ruag Aerospace. Das primäre Ziel des Swisscube-Projekts ist es, Studierende für die Arbeit in der Raumfahrtindustrie vorzubereiten. Vorerst sind sie mit vollem Einsatz beim Satellitenbau dabei. «Die Studenten arbeiten zum Teil Tag und Nacht an ihren Projekten», sagt Noca.

Andreas Häberli, Ingenieur

Entwicklungsleiter bei Kaba in Wetzikon

Wenn Captain Kirk in der Fernsehserie «Raumschiff Enterprise» den Kommandoraum betritt, dann öffnen sich die Türen, ohne dass er vorher einen Badge aus seiner Hosentasche kramen muss. «Eine solche intelligente Türe, das müsste doch technisch realisierbar sein», dachte der Ingenieur Andreas Häberli, 38, als er vor drei Jahren seine Stelle als Entwicklungsleiter bei Kaba in Wetzikon antrat.

Nun liegt ein Prototyp vor ihm auf dem Tisch. Dahinter verbirgt sich nicht Science-Fiction, sondern eine konkrete Geschäftsidee. In der Sicherheitstechnik bringen die komfortabelsten Lösungen nämlich die grösste Sicherheit. Viele Leute sind zu faul, ihre Türe zu schliessen, darum bleibt sie offen. Die theoretische Lösung war schnell gefunden. «Unser Körper besitzt ein eigenes elektrostatisches Feld. Über einen Chip können wir Mikrosignale an eine Erkennungseinheit aussenden», erklärt Andreas Häberli das Grundprinzip. Er zeigt auf einen Sender in der Grösse einer Kreditkarte, der in der Hosentasche getragen wird. Damit öffnen sich Türen wie von Zauberhand. Es ist das Resultat von drei Jahren Forschung und Entwicklung. Am diesjährigen Automobilsalon präsentierte Kaba einen ersten Prototyp dieser neuen Identifikationstechnologie. Das Konzeptauto Exasis von Rinspeed identifiziert den Fahrer und begrüsst ihn mit einer individuellen Bedieneroberfläche. «Der Weg zu diesem Prototyp, der durch mehrere Patente geschützt ist, war voller technischer Hindernisse», fasst Häberli die Geburtswehen zusammen. Neben den Mitarbeitern in seinem Team forschten auch hochkarätige Professoren an diesem Projekt mit.

Von Anfang an stand die konkrete Anwendung der neuen Technologie im Vordergrund. «Unsere Aufgabe ist es, Produkte zu entwickeln, die für die zukünftigen Gewinne von Kaba sorgen», erklärt Andreas Häberli. Bereits 2008 soll die neue Technologie auf den Markt kommen. Zahlreiche Anwendungen sind dafür denkbar: Autos lassen sich in Zukunft effizient vor Dieben schützen, Computer funktionieren nur bei Bedienung durch berechtigte Benutzer und Medikamentenschränke können nur von autorisierten Personen geöffnet werden. Captain Kirk dürfte schon bald vor Neid erblassen.

Ralf Materna, Physiker

Forschungsleiter bei der Sanitärtechnikfirma Geberit in Jona

Für die meisten Leute ist er eine Selbstverständlichkeit. Der Gang auf die Toilette, der geräuschvolle Druck auf die Spülung, und schon ist weg, was sie weder sehen noch riechen wollen. Für den promovierten Physiker Ralf Materna beginnt nach diesem Knopfdruck die tägliche Herausforderung. «Wir arbeiten stetig daran, die Leistung unsere Sanitärprodukte zu verbessern», erklärt der gebürtige Deutsche. Seine Aufgabe ist es, die Hygiene-, Statik- und Akustikeigenschaften zu verbessern, den Komfort zu vergrössern und den Wasserverbrauch einzuschränken. Der 45-Jährige ist seit sechs Jahren bei der Sanitärtechnikfirma Geberit tätig, wo er für die Forschung verantwortlich ist.

Die Firma Geberit liefert die Innereien im Spülkasten, die Siphons, die Röhren und vieles mehr, was sich hinter den Kulissen eines Badezimmers abspielt. Wenn der Spülknopf gedrückt wird, dann laufen komplizierte physikalische Vorgänge ab. Diese werden in den Labors von Geberit erforscht. In einem Hochhaus stürzen das Wasser und sein Inhalt Dutzende Meter in die Tiefe, dabei entstehen Unterdruck, Strömungen und auch Lärm. Mit modernsten computergestützten Simulationstechniken versuchen Ralf Materna und sein Team der Druck- und Geschwindigkeitsverteilung des Wassers auf die Spur zu kommen. Dann heisst es für sie, neue Modelle zu bauen. Denn durch kleinste Änderungen in der Geometrie eines Siphons lässt sich der Wasserverlauf optimieren, sodass nirgendwo Schmutz hängenbleibt.

In einem anderen Labor läuft die Spülung Tag und Nacht. In drei Monaten wird die Belastung einer Toilette während 50 Jahren simuliert. Eines der Lieblingsprojekte der Geberit-Forscher ist jedoch ein neuartiger Druckspülkasten. «Mit wenig Wasser können wir eine optimale Spülleistung erzielen», erklärt Ralf Materna. Doch auch bei dieser Lösung liegt der Teufel im Detail. Der Druckspülkasten ist noch zu laut für die hohen Ansprüche von Geberit und deshalb zurzeit nur im öffentlichen Bereich einsetzbar. Materna und sein Team tüfteln an einer Lösung: «Mit dem Computer simulieren wir ruhigere Strömungen und reduzieren so die Geräusche.»

Carlo Keller, Unternehmer

Inhaber der Creative New Food GmbH in Eglisau

Vorsichtig pellt Carlo Keller, 57, die noch heisse Schale auf. «Riechen Sie», sagt der gelernte Koch und Inhaber des Food-Engineering-Unternehmens Creative New Food GmbH (CNF) und fächert mit seiner Hand den Dampf, der aus dem Innern aufsteigt. «So frisch ist ein Gericht nach dem Garen mit unserer Methode.» Den von ihm erfundenen Beutel samt Ventil hatte der Geschäftsführer von CNF während drei bis vier Minuten in einer Mikrowelle erhitzt.

«Sehen Sie selbst.» Auf dem Teller liegt ein farblich sehr appetitliches Fischfilet mit Broccoli und Reis. «Ich bin ein Food-Qualitätsfanatiker», sagt der Erfinder der Dream-Steam-Mikrowellen-Gar-und-Regenerationstechnologie, der mittlerweile weltweit jährlich 20 Millionen Stück von den Beuteln verkauft. Bei herkömmlichen Fertigmenüs für die Mikrowelle muss der Kunde selbst Löcher in den Deckel machen, damit die Packung wegen des Drucks nicht explodiert. «Mir kam die Idee, ein Ventil einzubauen und den Druck wie in einem Dampfkochtopf zum Garen zu verwenden», erzählt Keller weiter. Die Mikrowelle erhitzt das Wasser in den Nahrungsmitteln. Der Gegendruck, der im Beutel entsteht, verhindert das Platzen der Zellen. Das Resultat sind à la minute gegarte Lebensmittel, die niemals verkochen. Doch wie jeder Erfinder musste auch Carlo Keller Rückschläge einstecken. «Für die Schweiz war unser System zu revolutionär.» Migros und Coop nahmen den Dream Steam aus dem Sortiment, weil die Kunden zögerten. In der Schweiz wird sein Verfahren jedoch in allen Migros-Restaurants angewendet. Erfolg hat er in vielen europäischen Ländern und in den USA, wo er auch gleich neue Rezepte mitentwickelt.

Die Zukunft seines Systems sieht der Unternehmer Carlo Keller unter anderem bei Spitälern, Altersheimen und Kantinen. Rund drei Minuten vor dem Servieren wird ein Gericht erhitzt und dann frisch und hygienisch einwandfrei am Bett des Patienten serviert. «Die Patienten in den Spitälern sind jeweils begeistert», erzählt Keller.

Brigitte Buchmann, Chemikerin

Leiterin der Luftmessung bei der Empa in Dübendorf

Sie ist die Herrin über die höchstgelegene Forschungsstation Europas. Nur ihre Besuche auf dem 3580 Meter hohen windigen und kalten Jungfraujoch sind selten geworden. «Ich schaffe es höchstens einmal im Jahr dorthin», sagt Brigitte Buchmann. Wie jede Managerin ist auch die 48-jährige Chemikerin viel mit organisatorischen Aufgaben beschäftigt. Seit 16 Jahren ist sie für die Luftmessung der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa verantwortlich. Mit ihrem Team und einem Netz von 16 Stationen misst sie Treibhausgase, Ozon und auch Feinstaub.

Sie hat nicht nur Schlechtes zu berichten. «Die Luft ist sauberer geworden», sagt Brigitte Buchmann. Die Belastung durch Schwefeldioxid, Feinstaub oder die verbotenen Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) ist in den vergangenen Jahren gesunken. Dem Katalysator im Auto und den strengeren Gesetzen in ganz Europa sei Dank. Doch das sind nur kurzfristige Siege. «Wir messen stattdessen neue Gase, die für das Klima schädlich sind, etwa bei einer neuen Generation von Schäumungsmitteln», erklärt Buchmann. Diese FCKW wirken wie das klassische Treibhausgas Kohlendioxid klimaerwärmend, manche aber bis zu 10 000 Mal stärker. Mindestens einmal im Monat nimmt ein Techniker den Weg auf das Jungfraujoch unter die Räder. Denn die hochempfindlichen Messanlagen müssen immer wieder neu kalibriert werden. Wegen der zentralen Lage inmitten von Europa und der geringen lokalen Verschmutzung eignet sich die Messstation Jungfraujoch ausgezeichnet zur Erforschung der Schadstoffemissionen. Durch die Kombination von ihren langjährigen Messreihen mit meteorologischen Modellen konnten die Forscher der Empa die Verschmutzungen bis an ihre Quellen zurückverfolgen. «Mitten in Frankreich befindet sich eine Fabrik, die im grossen Stil solche Schäumungsmittel herstellt», sagt Brigitte Buchmann.

© Lustenberger Marc / Cash; 12.04.2007; Nummer 15; Seite 12