Vom Feuer bis zur LED — ein Hoch auf das Erfindertum

Feuer als Zufallsgeschenk

Die Wiege der Menschheit stand in Afrika. Und hier erfuhren unsere Vorfahren das Feuer zunächst als ein zufällig von der Natur gesandtes, zerstörerisches Zufallsereignis. Wer der Mutige war, der begann, das Feuer zu nutzen, ist unbekannt. Aber dass die Menschen der Eisenzeit bereits vor 1,8 Mio. Jahren das „vom Himmel geschenkte“ Feuer für sich nutzten, ist belegt.

Allerdings musste der „Homo erectus“ dafür eben tatsächlich darauf warten, dass irgendwo ein Blitz einschlug. Selbst entfachen konnten sie Feuer noch nicht.

Ein behütetes Feuer war damals sicherlich ein enormer, überlebenswichtiger Schatz! Ging es aus, konnte dies für eine Sippe viele Leid oder gar den Untergang bedeuten. Umgekehrt bedeutete das domestizierte Feuer ein großes Glück: Manche Nahrungsmittel, die ungekocht unbekömmlich wurden, fanden durch die Möglichkeit des Feuers in den Nahrungsplan der frühen Menschen. Räuberische Tiere konnten auf Abstand gehalten werden, andere Tiere gezielt mit Feuer gejagt. Am Feuer konnte man zudem besonders gut zusammenkommen und es spendete Licht in dunkler Nacht.

Das „geschenkte“ Feuer am Leben zu erhalten war somit auch die erste „Erfindung“ in Sachen Beleuchtung — und es wirkte als wahrer „Booster“ auf die menschliche Evolution.

Feuer entfachen

Dennoch blieb Feuer sehr lange eine Laune der Natur, wenn es darum ging, es zu „beschaffen“ — erst vor 32.000 Jahren erfand ein frühzeitlicher Daniel Düsentrieb das Feuerzeug. Dies bestand aus dem bekannten Feuerstein und einem zweiten Stein, der Schwefel enthält. Beide Steine aufeinander gehauen ergibt Funkenflug — nun kommt es nur noch darauf an, die Funken in einem geeignetem Medium einzufangen und zu einer Flamme zu ziehen.

Nun bedeutete es keine Katastrophe mehr, wenn das Lagerfeuer mal erlosch, es konnte wieder entfacht werden. Diese Erfindung bedeutete aber noch mehr: Die Menschen wurden mobil! Denn so lange er ein bestehendes Feuer bei Wanderungen mitnehmen musste, war der Früh-Mensch doch arg behindert im Umherziehen. Braucht man jedoch nur Zunder und zwei Steine im Gepäck, so kann man gehen, wohin man möchte.

Das Feuermachen war mithin erneut ein absoluter Booster für die Menschheitsentwicklung!

Rund 30.000 Jahre lang wurde nun der Umgang mit dem Feuer optimiert — gerade auch im Hinblick auf dessen Nutzung zur Beleuchtung. Von der Fackel über die einfachen Öllampen, die von den Römern sogar quasi industriell hergestellt wurden zu ausgefeilten Lampen mit Belüftungstechnik und Reflektoren und bis hin zur ganze Straßenzüge erleuchtenden Gaslampe: Was den Menschen (er)leuchtete war immer eine Flamme.

Die Glühlampe

Doch dann kam Uhrmacher Heinrich Goebel aus dem kleinen deutschen Kaff Springe und erfand die Glühbirne, patentierte sie jedoch nicht, so dass Edinson den Ruhm als Erfinder der Glühbirne ernten konnte. So steht es jedenfalls vielfach geschrieben.

Allerdings scheint Goebel nach neueren Forschungen wohl doch nur eine Strohfigur gewesen zu sein, um Edison bzw. dessen „Electric Light Company“ den Patentschutz abstreiten zu können.

Denn — das kann man sicherlich ohne Übertreibung sagen — gehört die Edisons Patentierung der Glühlampe im Jahr 1880 zu einer der wichtigsten Erfindungen der Menschheit, die wie die Dampfmaschine oder die Elektrizität die Moderne erst ermöglichten. Der erste Erfinder der Technik war er jedoch ebenfalls nicht: Bereits 1801 zeigte Louis Jacques Thénard (ein Sohn armer Bauern, der duch Förderung studieren konnte) wie man durch elektrischen Strom bestimmte Metalldrähte hell erglühen lassen kann. In der Folge wurde an diversen Stellen in der Welt daran getüftelt, diesen Effekt zur Beleuchtung zu nutzen.

Die Leuchtstoffröhre

Nun ging es Schlag auf Schlag in der Beleuchtungs-Evolution. Nur 100 Jahre nach Edinsons Patent erfand Peter Cooper-Hewitt die Quecksilberdampflampe und damit die erste Leuchtstoffröhre. Zunächst strahlte diese nur blaugrünes Licht aus und wurde vor allem für die Fotografie genutzt. Doch schnell wurde die Technik weiter verbessert und spätestens mit der Überlegung, den Druck innerhalb der Röhren zu erhöhen und mit einer Beschichtung zu arbeiten, die ultraviolette Strahlung in sichtbares Licht umwandelt, war der Weg ab 1938 frei für den breiten Erfolg, den sich General Electric durch Aufkauf des Patentes für sich sicherte.

Dieser Erfolg der Leuchtstoffröhre sollte 1973, angeheizt durch die damalige Energiekrise durch steigende Ölpreise, noch eine zweite Geburt erfahren: Als „Energiesparlampe“. Plötzlich war Stromsparen das Gebot der Stunde und somit auch der Wunsch, beim Licht einzusparen. Das Unternehmen Philips hatte daraufhin die geniale Idee, die zuvor eher sperrigen Leuchtstoffröhren zu minaturisieren und inklusive der notwendigen Startertechnik in „Glühlampen-Form“ zu ringen, so dass sie in die vorhandenen Leuchtenfassungen passten. War der erste Prototyp 1976 noch sperrig und als Ersatz für gängige Glühlampen viel zu schwer, führten weitere Verbesserungen ab 1981 zur Marktreife der Technik.

Nachdem die Erfindung des Elektronischen Vorschaltgerätes (EVG) 1984 die Lichtausbeute bei den Energiesparlampen noch einmal deutlich verbesserte, befeuerte vor allem das Glühlampenverbot 2012 den kommerziellen Erfolg des neuen Lampentyps.

Allerdings: Ein Problem stellte das in den Leuchtstoffröhren enthaltene und Quecksilber dar. Hierdurch war nicht nur die Entsorgung schwierig und aufwendig. Bei Glasbruch gelangte das hochgiftige Gas in die Atemluft — es gab sogar Fälle, in denen komplette Wohnungen durch zerbrochene Leuchtstoffröhren (zumindest zeitweise) unbewohnbar wurden.

Die LED

Gleichzeitig wurde weiter getüftelt in Sachen Beleuchtung. Bereits 1907 hatte Henry Joseph Round beobachtet, dass anorganische Stoffe Licht emittieren, wenn eine elektrische Spannung an sie angelegt wird. Damit gilt er heute als der Urvater der LED.

Genauer untersucht wurde die Technik jedoch erst zwanzig Jahre später vom russischen Physiker Oleg Lossew sowie dem Franzosen Georges Destriau. Als tatsächlicher Erfinder der LED-Leuchte wird laut Wikipedia jedoch vielfach Nick Holonyak angesehen. Er entwickelte bei General Electric bis Februar 1962 die sichtbares Licht emittierende rote Leuchtdiode.

Bald kamen weitere Farben hinzu. Heutige LED-Leuchten kombinieren LEDs verschiedener Farben und mehrere Schaltkanäle so, dass die Lampen in beliebigen Farben leuchten können sowie von technisch-kühlem Kaltweiß bis hin zu einem gemütlichen Warmweiß.

Dank dieser Erfindung konnten nun die problematischen Leuchtstoffröhren auch „aufs Abstellgleis“ geschickt werden: Im September 2021 wurden sowohl Aus- und Einfuhr als auch die Herstellung von Kompaktleuchtstofflampen mit integriertem Vorschaltgerät in der EU verboten. Die LED-Technik ist dagegen gerade in ihrer Blütezeit — aktuell geht die Entwicklung dahin, auch die Lichterzeugung im kurzwelligen (UV-)Bereich zu optimieren.

Die Zukunft

Wie lange wird es wohl dauern, bis die nächste große Erfindung in Sachen Beleuchtung gelingt? Wohin geht die Reise? Aktuell wird vor allem in zwei Richtungen geforscht:

Eine Alternative zu den LED, die (teure) einkristalline Strukturen erfordern, geht der Blick auf organische Leuchtdioden (OLED). Noch ist die Lichtausbeute hier deutlich geringer als bei den konventionellen LEDs — aber wer weiß, was der menschliche Erfindergeist hier noch erreicht…

Und zum anderen wird intensiv an Lösungen auf Laser-Basis geforscht. Heute kommen bereits Laser-Dioden in Autoscheinwerfern zum Einsatz, zukünftig könnten sie auch in Gebäuden genutzt werden — vor allem dort, wo weniger stimmungsvolles, als vor allem stark fokussiertes Licht benötigt wird.

Apropo stimmungsvoll: Hier lohnt ein Blick zurück zur Natur. Denn die kennt mit der Bioluminiszenz eine ganz eigene Methode, besonders athmosphärisches Licht zu erzeugen.

Wer je nachts am Strand durch das flache Wasser gewatet ist und dabei das Meeresleuchten um seine Füße hat wirbeln sehen, wird dieses Schauspiel ebenso wenig vergessen, wie den Anblick im Mondlicht tanzender Glühwürmchen auf Brautschau. Hier sind es biochemische Reaktionen, die zu dem stimmungsvollen Leuchten führen. Ob man auf dieser Basis nicht auch eine Beleuchtung bauen kann?

Das wäre doch auch eine Erfindung wert…