Im Baumarkt stößt man immer wieder auf einen Werkstoff, der aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken ist. Folien, Schläuche, Kabelummantelungen - sie alle bestehen aus Polyvinylchlorid, PVC. Selbst die Scheckkarte, mit der die Einkäufe gezahlt werden, ist aus PVC. Entdeckt wurde der Werkstoff eher durch einen Zufall: Der junge Chemiker Fritz Klatte findet 1890 einen Weg, das Chlor-Lagerungsproblem in der Chemische Fabrik in Griesheim zu lösen. 1912 versetzt er Chlorwasserstoff mit Acetylen und erzeugt einen neuen, festen Stoff. Die zugrunde liegenden chemischen Prozesse kann Klatte aber nicht erklären.
Erst zehn Jahre später widmet sich der deutsche Chemiker Hermann Staudinger in einem Aufsatz diesem Problem. Er führt den Begriff Makromoleküle ein. In den USA erkennt man zuerst die vielfältigen Möglichkeiten des neuen Werkstoffs und beginnt 1928 mit der großtechnischen Produktion. Heutzutage taucht angesichts wachsender Müllberge die Frage auf, wie PVC und andere polymere Werkstoffe entsorgt werden können. Denn die Kunststoffe sind sehr langlebig und verrotten nicht.

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Seit Urzeiten ist der Mensch auf der Suche nach einem Material, das er beliebig formen und anschließend fixieren kann. Der erste vollständig künstlich hergestellte, formbare Werkstoff war Bakelit, benannt nach seinem Erfinder Leo Hendrik Baekeland. Er lässt sich 1907 das unlösliche, hitzebeständige Produkt patentieren. Im ersten Weltkrieg wird Bakelit zur Herstellung von Zündmechanismen, Granatenhülsen und Flugzeugpropellern benutzt.
In den 1920er und 1930er Jahren entstehen Alltagsgegenstände in einem bis dahin unvorstellbaren Design - unter ihnen Klassiker wie das schwarze Wählscheibentelefon. Vom Aschenbecher bis zur Zeitschaltuhr gibt es kaum einen Artikel, der nicht aus Bakelit hergestellt werden konnte. Ende der 1930er Jahre bekommt Bakelit dann zunehmend Konkurrenz von Kunststoffen die sich - anders als das stets braune oder schwarze Bakelit - beliebig einfärben lassen. Heute wirken Bakelit und seine Verwandten nur noch im Verborgenen, wie zum Bespiel an Bremsklötzen von Autos

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Schon als Gymnasiast entdeckt Carl von Linde sein Interesse für Technik. Besonders die mächtigen Kraftmaschinen in der Spinnerei einer befreundeten Familie faszinieren ihn. Mit 26 Jahren wird Linde Professor für Maschinenbau an der Polytechnischen Schule München. Lindes Abhandlungen über Kühltechnik wecken bald das Interesse der Bierbrauer, die für Gärung und Lagerung nach einem zuverlässigen Kältebetrieb suchten, besonders im Sommer.
Linde entwirft eine Kältemaschine, die auf einem Kreislaufprinzip basiert. Mit einem leistungsstarken Kompressor - denn nur unter ausreichendem Druck wechselt das Kühlmittel seinen Aggregatzustand zuverlässig - sorgt sie für die nötige Kälte. Für seine Kühlmaschine erhält Linde 1877 die deutschen Reichspatente. Schon bald macht sich Linde an eine neue, große Aufgabe, nämlich die Kühlung ganzer Lagerhallen, in denen vor allem Fleisch, Milch und Schokolade aufbewahrt werden.

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Rudolf Diesel will die uneffektiven, schwerfälligen Dampfmaschinen durch neue Motoren ersetzten. 1892 erhält Diesel nach vielen Jahren der Tüftelei ein Patent auf sein neuartiges “Arbeitsverfahren für Verbrennungskraftmaschinen”.
Dabei nutzte er ein Phänomen, das ihm schon in seiner Jugend bei pneumatischen Fahrzeugen begegnet war: Ein Kolben drückt Luft zusammen, dabei erhitzt sie sich. Treibstoff wird eingespritzt. Die Luft ist so heiß, dass sich das entstehende Gemisch von selbst entzündet. Der Explosionsdruck treibt den Kolben nach unten. Zunächst werden Dieselmotoren nur in Fabriken, Schiffen oder Lokomotiven eingesetzt. Erst mit der Weiterentwicklung des Diesel Motors kann er auch für PKWs genutzt werden. In Diesels über 100 Jahre altem Konzept steckt auch viel Zukunft: Er selbst entwickelte einen mit Erdnussöl betriebenen Motor und sagte dem Pflanzenöl eine große Rolle als Treibstoff voraus.

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Flugreisen um die ganze Welt gehören zu unserem Alltag. Von einem Kontinent zum anderen jetten können wir Dank einer Erfindung vor etwa 50 Jahren: das Strahltriebwerk. Die ersten Flugzeuge waren Propellerflugzeuge. Sie waren im Vergleich zu den heutigen Maschinen relativ langsam. Der Brite Frank Whittle dachte 1928 erstmals über einen Antrieb nach, der einem Flugzeug zu einer Geschwindigkeit von mehr als 700 Kilometern in der Stunde verhelfen sollte. Seine Idee: Anstatt die Abgase einfach verpuffen zu lassen, nutzt man den entstehenden Abgasstrahl, um zusätzlichen Schub zu erzeugen. Zunächst fehlen ihm die Geldgeber, doch zehn Jahre später wird das britische Luftfahrtministerium auf das Projekt aufmerksam und unterstützt Whittle. 1941 unternimmt er mit einem Experimentalflugzeug einen ersten Flug. Unabhängig davon entwickelte zwei Jahre vor ihm auch Hans Pabst von Ohain in Deutschland einen Turbinenantrieb. Am 27. August 1939 erhebt sich das erste Flugzeug der Welt mit Strahlturbinenantrieb in die Lüfte zu einem tadellosen Jungfernflug. Der 2. Weltkrieg bringt den Durchbruch. 1944 ging der erste Düsenjäger der Welt in Serienproduktion: die Messerschmitt Me262. Der erste britische Düsenjäger ließ nicht lange auf sich warten: Die Gloster Meteor kam ebenfalls noch in den letzten Kriegsmonaten zum Einsatz.

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Niedriger Luftdruck am Boden, in den höheren Lagen bilden sich Wolken, es regnet. Das alles kann man am Stand des Barometers ablesen. Es war der französische Naturwissenschaftler und Philosoph Blaise Pascal, der das vor über 350 Jahren erkannt hat.
Zusammen mit seinem Vater baute er aus einem umgedrehten Quecksilberrohr in einer Schale ein Barometer und stellte fest: Auf dem Gipfel eines Berges ist der Luftdruck niedriger als im Tal. Die Quecksilbersäule bewegte sich dort nach unten, weil hier oben eine kürzere Luftsäule auf das Gefäß drückte. Blaise Pascal entdeckte so auch die Möglichkeit der Wettervorhersage mit Hilfe eines Barometers: Ändert sich der Luftdruck, etwa weil ein Hochdruckgebiet im Anmarsch ist, dann reagiert das Barometer. Heute findet sich in jeder Wetterstation ein Barometer. Auch in der Luftfahrt werden Pascals Gedanken in die Tat umgesetzt: Die Höhenmesser in Flugzeugen sind im Grunde Barometer.

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Elektromagneten sind für uns keine Besonderheit mehr. Einen Zusammenhang zwischen den beiden Naturkräften Elektrizität und Magnetismus herzustellen, gelingt jedoch erstmals einem Wissenschaftler zu Beginn des 19. Jahrhunderts: dem Franzosen André Marie Ampère. Als hochbegabtes Kind gilt er bereits mit zwölf Jahren als mathematisches Genie.
Ampère hat eine Theorie: Stromdurchflossene Leiter üben magnetische Kräfte aus. Um diese Kräfte zeigen zu können, entwickelt Ampère die Stromwaage. Er legt damit die Grundlagen für den “Elektromagnetismus”. Beim 1. Elektrischen Weltkongress in Paris im Jahr 1881 wird in Erinnerung an die großen Leistungen des Wissenschaftlers Ampère die Einheit der Stromstärke nach ihm benannt. Obwohl sich Ampére nur drei Jahre lang intensiv mit der Elektrizität beschäftigt hat, schafft er die Basis für viele weitere Entwicklungen.

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Georg Simon Ohm und der elektrische Widerstand
Ob in einem Elektroherd, in einem Toaster oder in einer Kaffeemaschine - überall bewirkt der elektrische Widerstand eine Wärmeentwicklung. Der Effekt ist schon sehr früh bekannt, erklären kann ihn jedoch lange Zeit niemand.
Erst der Sohn eines bayerischen Schlossers lüftet im 19. Jahrhundert das Geheimnis, indem er mit verschiedenen Drähten herum experimentiert. Den Wert, wie stark ein Kabel den Strom “bremst” bezeichnete Ohm als Widerstand. Aufgrund dieses Widerstands treten im Leiter Wärmereaktionen auf. Ohms Leistung, das Ohmsche Gesetz - “Der Widerstand ist gleich der Spannung geteilt durch die Stromstärke” - bleibt zu seinen Lebzeiten weitgehend unbeachtet. Erst 27 Jahre nach seinem Tod setzt der erste Elektrische Weltkongress 1881 in Paris die Einheiten der Elektrizität fest. Neben der Bezeichnung Ampère für die Stromstärke und Volt für die Spannung wird die Einheit des Widerstands das “Ohm”, als Symbol ein großes Omega. Das Ohmsche Gesetz ist noch heute die wichtigste Grundlage vieler Berechnungen in der Elektrotechnik.

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Alessandro Volta und die Batterie
Ob im Mobiltelefon, in der Fahrradlampe oder im Laptop - für die Mobilität werden leistungsfähige Batterien immer wichtiger. Der im Jahr 1745 geborene Italiener Alessandro Volta war es, der eine Energiequelle erfindet, die kontinuierlich elektrischen Strom produziert.
Mit 35 Jahren als Professor der Physik an die Universität Pavia berufen erkennt er in seinen Versuchen, wie sich der elektrische Effekt zwischen zwei verschiedenen Metallen erheblich steigern lässt: Er bringt eine Säure zwischen zwei Metallplatten ein. Volta schichtet Kupfermünzen und Zinkplättchen abwechselnd aufeinander und trennt diese durch eine in Salzwasser getränkte Lederscheibe. die Geburtsstunde der Voltasäule. Als er die Enden der Säule mit einem Draht und seiner Hand zu einem Kreislauf verbindet, fließt elektrischer Strom. Alessandro Volta erfindet die erste Batterie.

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Was würde geschehen, wenn ich hinter einem Lichtstrahl hereilen und ihn schließlich einholen würde?” Diesen Gedanken stellt sich ein 17-jähriger Junge, der gerade seine Schule verlassen hat. Einige Jahr später vollendet er den Gedankengang und verändert damit nicht nur unsere Vorstellungen von Raum und Zeit, sondern die des ganzen Universums. Es ist die wohl berühmteste Formel der Welt: E=mc². Zeit ist für Albert Einstein keine unveränderliche Größe, sie ist abhängig davon, ob und mit welcher Geschwindigkeit sich ein System im Raum bewegt. Die Relativitätstheorie des Albert Einstein impliziert ein neues Konzept von Raum und Zeit, in dem er eine Verknüpfung herstellt zwischen den bis dahin separat erscheinenden Begriffen von Raum und Zeit. Ein Konzept, das die klassische Physik in ihren Grundfesten erschüttert.

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