Promovierende im Interview
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Hydrogele im Boden erforschen

Christian Buchmann promovierte über die Wirkung von sogenannten Hydrogelen in Böden. In einem Folgeprojekt erforscht er diese nun genauer. Foto: Philipp Sittinger

Christian Buchmann promovierte über die Wirkung von sogenannten Hydrogelen in Böden. In einem Folgeprojekt erforscht er diese nun genauer. Foto: Philipp Sittinger

Im vergangenen Jahr absolvierte Dr. Christian Buchmann seine Promotion an der Universität Koblenz-Landau zum Einfluss von Hydrogelen auf Struktur- und Wasserbindung im Boden. Was sperrig klingt, ist ziemlich spannend: Hydrogele begegnen uns auch im Alltag häufig.

Bitte erklären Sie Ihre Forschung in wenigen Sätzen.

Die Serie

Sie forschen, organisieren Tagungen oder schreiben Fachartikel: In dieser Serie berichten wir über Promovierende und ihre Forschung an unserer Universität. Und fragen: Was ist ihr Thema? Was sind ihre Leidenschaften? Wieso haben sie sich für eine Promotion entschieden? Wie organisieren sie ihr Arbeitspensum?

In meiner Forschung beschäftigte ich mich mit Hydrogelen, einer speziellen Gruppe organischer Stoffe, die im Boden quellen. Ich habe untersucht, wie diese Wasser binden und die Struktur des Bodens beeinflussen. Diese Substanzen bilden sich auf natürliche Weise im Boden, etwa durch Pflanzen oder Mikroorganismen. Wenn sie in Kontakt mit Wasser kommen, entsteht eine klebrige Masse, vergleichbar mit Marmelade oder Haargel. Dabei schaffen Hydrogele optimale Wachstumsbedingungen und sichern das Überleben von Organismen. Außerdem halten sie das aufgenommene Wasser und stabilisieren den Boden. Für meine Dissertation habe ich in vereinfachten Systemen verschiedene Böden mit Gelen vermischt und mir die Konzentration, Temperatur und Feuchtigkeit angesehen. Mit Messungen habe ich die Mikrostruktur der Böden und die Wechselwirkung mit Partikeln untersucht. Da ein Großteil der Versuche im Labor stattfand, habe ich mir zusätzlich Proben vom Feld schicken lassen, um auch reale Gegebenheiten zu erfassen.

Was haben Sie herausgefunden?

Ich konnte nachweisen, dass die Quellbarkeit der Hydrogele abnimmt, wenn sie mehrfach Trockenheit und wiederkehrender Nässe ausgesetzt sind. Bleibt beispielsweise über mehrere Tage Niederschlag aus, verlieren die Gele an Feuchtigkeit. Werden sie im Anschluss daran wieder bewässert, kann sich ihr ursprünglicher Zustand nicht immer wiederherstellen. Demnach beginnen die Gele, feste Aggregate zu bilden, wobei dieser Effekt je nach Böden, Gelen und Umweltbedingungen variiert. Hydrogele können so ihrer ursprünglichen Funktion, etwa dem Binden von Wasser, nicht mehr im gleichen Maße nachkommen. Zumal erwiesen ist, dass einige künstliche Hydrogele nach dieser Zementierung über Jahrzehnte im Boden verweilen. Aufbauend auf diesen Resultaten erforsche ich nun in Folgeprojekten, inwieweit sich fest aggregierte Hydrogele abbauen lassen, wie sie mit künstlichen Partikeln im Boden interagieren oder wie sie mit Schadstoffen umgehen.

Wozu werden Hydrogele im Boden verwendet? Wo werden sie eingesetzt?

Hydrogele werden hauptsächlich als Hilfsstoffe eingesetzt, um die Wasseraufnahme und den Wasserspeicher des Bodens zu erhöhen. In der Landwirtschaft können so Pflanzen in Trockenperioden unterstützt werden. Außerdem können sie Bodenpartikel, wie etwa Sand oder Ton, miteinander verkleben, was die Stabilität des Bodens steigert. In Gebieten, die zum Beispiel durch Erosion gefährdet sind, ist diese Methode von großem Nutzen.

Wo begegnen uns Hydrogele im Alltag?

Tatsächlich kommen sie ständig zum Einsatz, da sie Bestandteil zahlreicher Haushaltsprodukte sind. Lebensmittel wie Wackelpudding oder vegetarische Produkte, die auf Gelatine verzichten, enthalten Hydrogele. Man findet sie in abgewandelter Form auch in saugfähigen Windeln, um eindringende Feuchtigkeit in sich aufzunehmen. Und sie werden in Lotionen, Cremes und Shampoos integriert, um deren Fließeigenschaften zu verändern. Die Einsatzmöglichkeiten von Hydrogelen sind vielfältig und werden von der Industrie seit Jahren angewandt.

Was fasziniert Sie an diesem Thema? Wie sieht ein normaler Arbeitstag aus?

Während meines Studiums habe ich mich viel mit der Toxikologie beschäftigt. Ich wollte verstehen, wieso es zum Einsatz von Schadstoffen kommt. Daher beschäftigte ich mich mit Bodenprozessen und wurde Teil der Arbeitsgemeinschaft Umwelt- und Bodenchemie. Zeitgleich mit dem Abschluss meines Studiums wurde über ein Förderprojekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) eine Promotionsstelle ausgeschrieben. Da mich deren Thematik überzeugte, habe ich mich beworben und wurde genommen. Ein geregelter Alltag hat sich im Laufe meiner Promotion nie eingestellt. Auch wenn ich einem groben Zeitplan folgte, waren meine Arbeitstage nicht einzeln durchstrukturiert.

Wieso haben Sie sich für eine Promotion entschieden?

Unabhängig von meinem theoretischen Interesse an dieser Thematik gibt es noch zwei weitere Gründe. Neben meinem Studium arbeitete ich in einem Consulting-Unternehmen, das mich nach meinem Abschluss gerne übernommen hätte. Gleichzeitig erhielt ich die Zusage zur Promotion von der Universität. Ich wusste zwar, dass es für mich in der Industrie einfacher werden würde, da es geregelte Abläufe gibt und genaue Zielvorgaben. Aber die Komplexität von wissenschaftlichen Inhalten hat mich schon immer gereizt. Die Stelle an der Universität erschien mir daher sinnvoller, um intellektuell weiterhin gefördert und gefordert zu werden. Der zweite Grund ist etwas einfacher. Ich bin geborener Landauer und freute mich darüber, in der Region bleiben zu können.

Warum gerade in Landau?

Da ich in Landau Umweltwissenschaften studiert habe, war mir die Infrastruktur des Campus vertraut. Außerdem war ich, aufgrund der Wahl meiner Schwerpunkte, bereits vor meiner Promotion über zwei Jahre ein Teil der Arbeitsgemeinschaft Umwelt- und Bodenwissenschaften. Ich lernte die Mitarbeiter der AG über Studieninhalte, Praktika, Projekt- und Laborarbeiten kennen und schätzen. Mich hat die Art des Arbeitens vor Ort überzeugt. Man muss selbstverantwortlich Entscheidungen treffen, die eigene Arbeit kritisch hinterfragen und seine Zeit einteilen. Gleichzeitig ist man aber nie allein. Die Arbeitsatmosphäre innerhalb der AG ist familiär und effizient. Wenn man Hilfe braucht, ist immer jemand. Gibt es dringende Angelegenheiten zu klären, geschieht das auf dem kurzen Dienstweg.

Wie wurde Ihre Promotion finanziert?

Bei meiner Promotion handelt es sich um ein DFG-Förderprojekt. Ich war über eine 65-Prozent-Stelle für drei Jahre beschäftigt.

Was sind Ihre beruflichen Pläne für die Zukunft?

Ich fühle mich in der Wissenschaft und Lehre sehr wohl. Wie lange ich noch in diesem Beruf bleiben kann, ist dennoch fraglich. Aufgrund von befristeten Verträgen muss ich ständig Projekte generieren, um weiterhin beschäftigt zu bleiben. Ich forsche zwar gerne, aber der ständige Druck macht es nicht einfach. Einen Ausstieg aus der Wissenschaft halte ich mir daher noch offen, auch wenn ich momentan noch gerne forsche.

Welche Aufgaben ergaben sich noch im Zuge Ihrer Promotion?

Ich übernehme seit meiner Promotion vor allem administrative Aufgaben: die Verwaltung der Büroräume, Rechner und Telefone der Arbeitsgruppe. Außerdem bin ich verantwortlich für einige Messgeräte in den Laboren. Das betrifft die Wartung, Reparatur und Beschaffung von Ersatzteilen der einzelnen Geräte. Im späteren Verlauf kam die Betreuung von Studierenden bei Fallstudien und Praktika hinzu. Einen großen Teil des Tages verbrachte ich also mit anderen Angelegenheiten als meiner Dissertation.

Was unternehmen Sie, um sich zusätzlich zu qualifizieren?

Gemeinsam mit anderen Doktoranden besuchte ich regelmäßig Seminare, die vom Interdisziplinären Promotionszentrum (IPZ) der Uni angeboten wurden. Darüber hinaus nahm ich auch an externen Workshops teil, in denen ich mich vorwiegend mit Statistik beschäftigte. Ich habe mich zusätzlich in Kursen zum Team- und Projektmanagement weitergebildet und war regelmäßig Teil von Tagungen, die über meine eigene Fachrichtung hinausgingen. Außerdem habe ich Seminare zum scientific writing, also dem wissenschaftlichen Schreiben auf Englisch, besucht, die mir meine Chefin empfahl.

Wie organisierten Sie Ihren Arbeitsablauf?

Zu Beginn meiner Promotion entwickelte ich einen konkreten Plan, der meine Ideen und Arbeitsschritte festhielt. Danach stürzte ich mich in die Lektüre zahlreicher Bücher, um mir die Grundlagen anzueignen. Über zunächst simple Versuche, die mit der Zeit an Komplexität zunahmen, arbeitete ich mich ein. Rückblickend kann ich meine Promotion in eine theoretische Phase, die Laborarbeit und Auswertung einteilen, wobei ich zwischendurch immer mal hin- und herspringen musste.

Was sollten Studierende mitbringen, die an eine Promotion denken?

Ich denke, Durchhaltevermögen ist ein entscheidender Punkt. Man braucht eine hohe Frustrationsgrenze, da es viele Limitierungen und Rückschläge geben wird. Wenn man hartnäckig bleibt und nicht aufgibt, funktioniert es am Ende aber doch. Es ist außerdem wichtig, selbstständig, aber auch selbstkritisch arbeiten zu können. Es kann motivieren, die eigenen Ergebnisse zu hinterfragen und auf Neues zu stoßen. In seinem Zeitmanagement sollte man konsequent, aber nicht utopisch sein. Manchmal ist es auch sinnvoll, sich mehr Zeit zu nehmen, um einen Aspekt endgültig zu verstehen. Die fachliche Kompetenz halte ich für weniger wichtig als die anderen Punkte. Alles ist lernbar, wenn man es nur will.

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