Könnt ihr in eurem Labor auch die Wirksamkeit von Fluor testen, wenn es um die Skigeschwindigkeit geht?
Wir sind sehr gut ausgerüstet. Wir haben die gesamte Ausrüstung: Photoelektronenspektroskopie für chemische Analytik, verschiedene Mikroskope für die Rauheitsmessung und wir haben vier Schnee- und Eisreibungsmaschinen. Wir können im Labor Schnee produzieren oder auch mit natürlichem Schnee arbeiten. Gleitprozess können bis zu einer Geschwindigkeit von 150 km/h nachgebildet werden. Wir sind, wie ich sagte, sehr gut ausgerüstet, um die grundlegenden Dinge zu tun, und dann sind wir auch sehr intensiv mit Testteams in Kontakt, die in den Skitunnel gehen oder draußen im Feld unterwegs sind. Die ganze Kette der notwendigen Kontakte steht unserem Netzwerk zur Verfügung.
Was sind die neuesten Erkenntnisse darüber, wie stark das Wachs die Endgeschwindigkeit eines Skis beeinflusst?
Die ganz neuen Ergebnisse findet man immer auf der GLIDING Webseite. Bereits 2016 hatten wir die Eindringtiefe von Fluor in den Skibelag gemessen. Wir taten dies, weil die Ski-Techniker immer sagten: „Man muss den Skibelag viele Male bearbeiten, bis er beginnt, das Wachs zu absorbieren. Das heißt, man muss mehrere Male wachsen und abziehen, und dann ist der Ski bereit.“ Das ist aber nur ein Teil der Wahrheit. Wir haben sehr viel Mikroskopie bis hinunter auf die molekulare Ebene durchgeführt und diese hat gezeigt, dass es in einem Skibelag keine Poren gibt. Es ist nur die molekulare Oberflächenstruktur, die mit Wachs imprägniert werden kann. Diese Schicht hat eine Dicke von weniger als einem Mikrometer. Ein Haar hat einen Durchmesser von ca. 50 Mikrometern und die von den Technikern erzeugte Polyethylen/Wachsschicht auf dem Skibelag hat somit nur eine Dicke von 1/50 davon.
Ist das Schleifen des Skibelags die effektivste Art, ihn zu „reinigen“ (Fluorreste zu entfernen)?
Wenn man 100 Mikrometer durch den Schleifprozess entfernt, ist das 100 Mal mehr, als die Oberflächenstruktur, die von den Ski-Technikern erzeugt wurde. Wenn man also nicht sicher ist, was man tun soll, bringt man den Ski zum Schleifen und hat einen „frischen“ Ski.
Habt ihr untersucht, ob alte Bürsten/Kork Fluor in den Belag einbringen, das vom Testgerät erkannt werden kann?
Im Moment arbeiten wir an einem Rezept zur Reinigung kontaminierter Bürsten. Abziehklingen sind kein Problem, es ist nur ein Stück Plastik. Aber die Bürsten sind ein Problem. Fünfzig Euro für eine Bürste – das ist eine Menge Geld. Es handelt sich um ein Waschverfahren. Wir arbeiten eng mit den Technikern und dem Rennservice der Firmen zusammen. Wir hatten einige Treffen mit ihnen, um sie mit dem Testgerät vertraut zu machen. Das letzte Treffen war im Juni und dort haben wir ihnen auch gesagt, dass wir nach einer Möglichkeit suchen, die Ausrüstung zu reinigen.
Einige Skifirmen imprägnieren ihre Beläge mit Fluor. Kann das Testgerät dieses Fluor erkennen oder sind die Mengen zu gering?
Ja, wir können auch diese Fluorkonzentrationen nachweisen. Bei der Verarbeitung der Polymere für den Belag aus ultrahochmolekulargewichtigem Polyethylen (UHMWPE) wird vor dem Backprozess der UHMWPE-Körner fluoriertes Wachs zugegeben. Ich persönlich denke, dass die Skitechniker einem Mythos, ähnlich wie dem der Poren im Polyethylen, folgen. Es zeigte sich, dass Fluorwachs gut funktioniert, also wurde es auch in den Skibelag eingebracht. Da die Gleittests sehr oft von denselben Leuten durchgeführt werden, die die Ideen haben, wurden auch Vorteile gemessen. Und dann verbreitete sich diese Erkenntnis und jeder denkt, es ist wichtig, es genauso zu machen. Die sehr guten Gleiteigenschaften kommen aber eher durch gekonnte Handwerksarbeit bei der Präparation der Polyethylen/Wachsschicht.
Welchen Rat wirst du der FIS geben, wenn es um die Festlegung von Toleranzen und Grenzwerte für Fluor auf Skibelägen geht?
Der Standpunkt der FIS ist, kein fluoriertes Wachs zu verwenden. Wen dem entsprochen wird, dann müssen wir nicht über Grenzwerte und Toleranzen sprechen, sondern einfach die Regeln befolgen, das fluorierte Wachs vergessen und mit den Rennen weitermachen.
Welche Methoden/Protokolle empfehlt ihr bei der Verwendung des Testgerätes, um sicherzustellen, dass keine falsch positiven/falschen Ergebnisse auftreten?
Die FIS sagt, dass es für jede ihrer Disziplinen eine angepasste Vorschrift für die Handhabung und die Tests geben wird. Es wird in der Regel vor dem Start und nach dem Ende des Wettkampfes an verschiedenen Stellen (drei bis fünf Stellen) auf dem Ski getestet. Dann erscheint das Ergebnis und ich schätze, dass es für die erste Saison wie im Fussball so etwas wie die rote Karte und zuvor die gelbe Karte als erste Verwarnung geben wird. Danach werden wir zusammen mit der FIS die Grenzwerte für die nächsten Jahren Schritt für Schritt senken, um am Ende überhaupt kein Fluor mehr auf den Skiern zu haben.
Wann werden die tragbaren Testgeräte verfügbar sein?
Wir werden der FIS diesen Sommer fünf technische Prototypen zur Verfügung stellen, damit sie die Tests vor Ort durchführen kann.
Wie hoch sind die voraussichtlichen Kosten für die Handgeräte, die im Weltcup eingesetzt werden sollen?
Sie werden weniger als 10.000 Euro betragen.
Es steht außer Frage, das Periodensystem gibt es schon lange. Und die Elemente auf der Tabelle sind eingehend untersucht worden. Fluor funktioniert außerordentlich gut bei der Entwicklung von Verbindungen, die Wasser und Schmutz abweisen. Kannst du dir vorstellen, dass die Industrie eine Substanz finden wird, die so wirksam wie Fluor ist, wenn es darum geht, die Skigeschwindigkeit mit Wachs zu maximieren?
Wir haben unserer Gruppe für atomistische Simulation die gleiche Frage gestellt, da dies schwer zu messen ist – Messungen auf atomarer oder molekularer Ebene sind ziemlich kompliziert. Wir haben eine Simulationsmethode eingesetzt, mit der wir in der Lage sind, ein komplexes System mit einigen hundert Millionen Atomen zu simulieren. Wir taten dies mit Kohlenstoff, der mit Fluor bedeckt war. Es wurden die Kontaktwinkel, das heißt die Benetzungseigenschaften, berechnet. Auf Basis dieser Simulationen kamen wir zu dem Schluss, dass es für den Ersatz von Fluor nur ein einziges Element im gesamten Periodensystem gibt, das eine ähnliche Wasserabstoßung erzeugt, und das ist Wasserstoff. Wenn man in der Lage wäre, den Skibelag mit Wasserstoff zu bedecken, aber es muss atomarer Wasserstoff sein, dann erhält man die gleichen Gleiteigenschaften wie mit Fluor. Aber das ist nur ein theoretischer Ansatz. Das wird nie funktionieren, weil es keine Möglichkeit gibt, Wasserstoff, insbesondere atomaren Wasserstoff, an einen Skibelag zu binden. Die Antwort ist daher: Es existiert keine wirkliche Alternative zum Fluor. Die Rennen werden langsamer sein, sobald das Fluor wegfällt.
Danke Matthias für dieses sehr interessante Interview!