Wo Plasma nicht in Science-Fiction-Romanen verwendet wird, von Waffen und Motoren bis hin zu Plasma-Lebensformen. Die wahren Berufe des Plasmas sehen jedoch nicht weniger fantastisch aus
Plasmawaffen sind die häufigste Verwendung von Plasma in der Science-Fiction. Zivile Anwendungen sind viel bescheidener: Normalerweise sprechen wir von Plasmamotoren. Solche Motoren gibt es in der Realität, "PM" hat immer wieder darüber geschrieben (Nr. 2'2010, 12'2005). Andere Anwendungsmöglichkeiten von Plasma, von denen uns Alexander Fridman, Leiter des Philadelphia Drexel Plasma Institute, erzählte, sehen im Alltag nicht weniger, wenn nicht sogar fantastischer aus.
Der Einsatz von Plasma ermöglicht es, Probleme zu lösen, die vor nicht allzu langer Zeit nicht gelöst werden konnten. Nehmen wir zum Beispiel die Verarbeitung von Kohle oder Biomasse zu wasserstoffreichem Brenngas. Deutsche Chemiker lernten dies bereits Mitte der 30er Jahre des letzten Jahrhunderts, wodurch Deutschland während des Zweiten Weltkriegs eine mächtige Industrie zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe aufbauen konnte. Dies ist jedoch eine extrem kostspielige Technologie und in Friedenszeiten nicht wettbewerbsfähig.
Laut Alexander Fridman wurden bereits Anlagen geschaffen, um starke Entladungen von k altem Plasma zu erzeugen, bei denen die Ionentemperatur Hunderte von Grad nicht überschreitet. Sie ermöglichen die kostengünstige und effiziente Gewinnung von Wasserstoff aus Kohle und Biomasse für synthetische Brennstoffe oder Brennstoffzellen. Darüber hinaus sind diese Installationen kompakt genug, um auf einem Auto platziert zu werden (auf einem Parkplatz muss beispielsweise für den Betrieb einer Klimaanlage der Motor nicht eingesch altet werden - Brennstoffzellen liefern Energie). Auch halbindustrielle Pilotanlagen zur Verarbeitung von Kohle zu Synthesegas mit k altem Plasma funktionieren gut.
Mit Hilfe von k altem Plasma lässt sich sogar die Photosynthese nachahmen. Die Plasmaeinwirkung auf eine wässrige Kohlendioxidlösung ermöglicht die Gewinnung von Sauerstoff und organischen Stoffen, Ameisensäure. Die Effizienz dieses Verfahrens ist noch gering, aber wenn sie gesteigert werden kann, eröffnen sich die breitesten technologischen Perspektiven. Kurz gesagt, Plasma ist die Zukunft.
„Bei den genannten Prozessen wird Kohlenstoff früher oder später zu Dioxid und Monoxid oxidiert“, fährt Professor Friedman fort. - Aber Pferde gewinnen Energie, indem sie Hafer und Heu zu Gülle verarbeiten und dabei nur wenig Kohlendioxid abgeben. In ihrem Verdauungssystem wird Kohlenstoff nicht vollständig oxidiert, sondern nur zu Suboxiden, hauptsächlich zu C3O2. Diese Stoffe bilden die Basis der Polymere, aus denen Gülle besteht. Natürlich wird bei diesem Prozess etwa 20 % weniger chemische Energie freigesetzt als bei einer vollständigen Oxidation, aber es entstehen praktisch keine Treibhausgase. An unserem Institut haben wir einen Versuchsaufbau aufgebaut, der mit Hilfe von k altem Plasma gerade noch in der Lage ist, Benzin zu einem solchen Produkt zu verarbeiten. Das beeindruckte den großen Autofan Fürst Albert II. von Monaco so sehr, dass er uns ein Auto mit einem solchen Triebwerk bestellte. Richtig, bisher nur ein Spielzeug, das auch zusätzliche Energie benötigt - Batterien für den Konverter. Eine solche Maschine fährt und wirft so etwas wie Spulen mit trockenem Müll aus. Damit der Konverter funktioniert, ist zwar eine Batterie erforderlich, die das Spielzeug an sich etwas schneller antreiben würde, aber wie sie sagen, ist es ein Anfang. Ich kann mir vorstellen, dass es in zehn Jahren echte Autos mit Benzin-Plasmaumwandler geben wird, die fahren, ohne die Atmosphäre zu belasten.“
Fiktion ist Fiktion, aber die amerikanischen Firmen Xtreme Alternative Defense Systems (XADS), HSV Technologies, Applied Energetics (ehemals Ionatron) und das deutsche Rheinmetall entwickeln seit langem nicht-tödliche Elektroschockwaffen, in denen sich eine abliefern lässt elektrische Entladung von einer Waffe zu einem Opfer anstelle von Drähten wird ein leitender Plasmakanal verwendet, der durch einen Laser in Luft ionisiert wird. Dieselbe Technologie kann, wie sich herausstellte, auch helfen, improvisierte Sprengkörper aus sicherer Entfernung zu zünden, im Kontext der Terrorismusbekämpfung ist diese Aufgabe mehr als relevant.
Eine der vielversprechendsten Anwendungen von k altem Plasma ist die Medizin. Es ist seit langem bekannt, dass k altes Plasma starke Oxidationsmittel erzeugt und sich daher hervorragend zur Desinfektion eignet. Aber um es zu erreichen, werden Spannungen von mehreren zehn Kilovolt benötigt, es ist gefährlich, mit ihnen in den menschlichen Körper zu klettern. Wenn diese Potentiale jedoch kleine Ströme erzeugen, wird kein Schaden angerichtet. „Wir haben gelernt, wie man sehr schwache gleichmäßige Entladungsströme unter einer Spannung von 40 Kilovolt in k altem Plasma erhält“, sagt Professor Friedman, „es stellte sich heraus, dass ein solches Plasma Wunden und sogar Geschwüre schnell heilt. Jetzt wird dieser Effekt von Dutzenden von medizinischen Zentren in verschiedenen Ländern untersucht. Es ist bereits klar, dass k altes Plasma zu einer Waffe im Kampf gegen onkologische Erkrankungen werden kann – insbesondere gegen Haut- und Hirntumoren. Natürlich werden die Experimente zwar ausschließlich an Tieren durchgeführt, aber in Deutschland und Russland wurden bereits Genehmigungen für klinische Studien mit einer neuen Behandlungsmethode eingeholt, und in Holland werden sehr interessante Experimente zur Plasmabehandlung von Zahnfleischerkrankungen durchgeführt. Außerdem konnten wir vor etwa einem Jahr eine Kälteentladung direkt im Magen einer lebenden Maus zünden! Gleichzeitig stellte sich heraus, dass es gut zur Behandlung einer der schwersten Pathologien des Verdauungstrakts – Morbus Crohn – geeignet ist. So entsteht jetzt vor unseren Augen die Plasmamedizin – eine völlig neue medizinische Richtung.“
