Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Auf der Suche nach Stradivaris Geheimnis

04.09.2006
Seit Jahrhunderten fasziniert der perfekte Klang einer Stradivari-Geige viele Musikliebhaberinnen und Musikliebhaber - wie etwa im Moment jener von Anne Sophie Mutters Stradivari am Lucerne Festival. Ende August nahmen eine Wissenschaftlerin, ein Wissenschaftler und ein Geigenbauer die Gäste des 30. Empa-Wissenschaftsapéros mit auf die Suche nach dem Geheimnis von Antonio Stradivari.

Verwendete der grosse Geigenbaumeister einen speziellen Lack, setzte er zur Holzbehandlung Mineralien ein oder waren es gar Pilze, welche dem Holz seine besonderen Klangeigenschaften verliehen? Seit damals versuchen Geigenbauer den Unterschied zu ergründen und achten genauestens auf die Qualität des verwendeten Holzes. Doch erst vor einigen Jahren gelangte das Resonanzholz aus Fichte, die im Geigen- und Klavierbau am häufigsten verwendete Holzart, auch in den Fokus der Wissenschaft.

Holz - ein Werkstoff mit vielen Gesichtern

Fichtenholz werde als Klangholz verwendet, weil es viel zur Klangentstehung beitrage und weil Fichten in der Nähe der frühen Instrumentenmanufakturen reichlich vorhanden gewesen seien, erklärte Christoph Buksnowitz von der Universität für Bodenkultur in Wien vor rund 150 Interessierten. Fichten, welche im Geigenbau eingesetzt werden, müssen ganz bestimmte physikalische Eigenschaften aufweisen. So hat beispielsweise der Stammdurchmesser mindestens 40 Zentimeter zu betragen, um die für den Geigenbau benötigte Brettgrösse liefern zu können. Die Jahresringe müssen einen regelmässigen Abstand von etwa fünf Millimetern haben, um den Schall perfekt zu leiten. Deshalb spielen die Wuchsbedingungen eine entscheidende Rolle, wie Buksnowitz ausführte. Nur Fichten in Höhenlagen über 1000 Metern eignen sich daher für den Geigenbau. Zu viel Licht und Wind von einer Seite führen zu einem unregelmässigen Wachstum und vermindern die Qualität. Doch damit nicht genug: Um Spannungen im Holz abzubauen, müssen die gefällten Bäume jahrelang natürlich getrocknet werden.
... mehr zu:
»Geige »Geigenbau »Geigenbauer »Stradivari

All diese Faktoren beeinflussen die Anordnung und Ausformung der häufigsten Zellenart des Fichtenholzes, der "Tracheiden". Sind ihre Zellwände dünn, nimmt die Dichte des Holzes ab; es wird leichter. Dies ist ein erwünschter Effekt im Geigenbau, denn dadurch werden Resonanzeigenschaften und Klangabstrahlung verbessert. Das Holz ist dadurch aber auch weniger fest, was sich negativ auf die Stabilität der Geige auswirken kann. Die Akustik eines Instrumentes wird also massgeblich durch den Aufbau der Holzzellen beeinflusst. Geübte Geigenbauer erkennen dies bereits an der Farbe des Holzes. So verändern zum Beispiel Jahrringe oder Pilzbefall den Farbton.

Stellt sich die Frage, warum Geigen bei einem so komplizierten Material wie Klangholz noch immer aus Holz - und nicht aus weniger variablen Materialien wie Kohlenstofffasern - gebaut werden. "Vorstellbar ist das schon, doch mit dem Fichtenresonanzholz ist viel Tradition verbunden. Es ist in Form und Klangmerkmalen nach wie vor einzigartig", gab Buksnowitz zu bedenken.

Pilze als nützliche Helfer

Lange Zeit wurde davon ausgegangen, dass ein Pilzbefall bei Bäumen ausschliesslich schädliche Effekte auslöst. Dass dies im Geigenbau nicht so sein muss, versucht Melanie Spycher in ihrer Dissertation an der Empa zu beweisen. Zu diesem Zweck infiziert sie sterilisierte Fichten- und Ahornholzscheite mit verschiedenen Holz zersetzenden Pilzen und lässt diese danach vier bis 20 Wochen in der Klimakammer wuchern.

Die Zwischenergebnisse der Untersuchung sind erstaunlich, wie Melanie Spycher ausführte: "Verschiedene Pilze wirken an verschiedenen Hölzern unterschiedlich. Mit dem Gemeinen Spaltblättling, einem Pilz aus der Gruppe der Moderfäuleerreger, haben wir für den Geigenbau geeignete Veränderungen in der Holzstruktur herbeiführen können." Ein Patent dafür wurde im Juni angemeldet. Der Pilz verringert die Zellwandicke des Holzes, ohne dessen Festigkeit zu beeinträchtigen. So nahm die Dichte des Holzes ab, was die Geige leichter macht und die Klangqualität verbessert. Trotzdem blieb die notwendige Festigkeit erhalten.

Geige ohne Seele

Das Metier von Geigenbauer Michael Rhonheimer könnte schon bald von der Empa-Forschung mit Fichtenresonanzholz beeinflusst werden. Noch heute baut er in seinem Atelier in Baden klangvolle Meisterwerke mit nahezu denselben Werkzeugen wie im 16. oder 17. Jahrhundert. Beitel, Stimmhammer, Säge, Hobel und Schachtelhalm gehören dazu. Doch nicht nur das Holz bestimmt den Klang der Geige, sondern auch weitere Details wie die Wölbung der Decke und des Bodens und die Positionierung und Grösse der "F-Löcher" in der Decke des Instrumentes. Bis auf diese Weise in aufwändiger Handarbeit eine neue Geige das erste Mal erklingt, vergeht rund ein Jahr, und der Geigenbaumeister hat mehr als 300 Stunden aufgewendet.

Rhonheimer stellte denn auch klar, dass neue Geigen qualitativ durchaus mit den alten mithalten. Während alte Instrumente durch Zeit und Kultur geprägt wurden, haben die neuen den Vorteil, dass die Wünsche des Künstlers beim Bau berücksichtigt werden können. Von maschinell hergestellten Geigen hält der Geigenbaumeister allerdings wenig: "Der Kontakt zum Material geht verloren. So tönt zum Beispiel eine Kohlefasergeige seelenlos." Gegen biologische Modifikationen im Holz hat er dagegen wenig einzuwenden, um in Zukunft wieder Meistergeigen nach dem Vorbild Stradivaris herzustellen.

Der von der Empa entdeckte "Meisterpilz" könnte also schon bald den Weg in die Geigenbauateliers finden und helfen, Geigen zu bauen, welche derjenigen von Anne Sophie Mutter Konkurrenz machen.

Autor
Lukas Herzog, Abteilung Kommunikation, Tel. 044 823 48 76, lukas.herzog@empa.ch
Kontakt
Dr. Francis Schwarze, Abteilung Holz, Tel. 071 274 72 47, francis.schwarze@empa.ch

Melanie Spycher, Abteilung Holz, Tel. 071 274 76 24, melanie.spycher@empa.ch

Rémy Nideröst | idw
Weitere Informationen:
http://www.empa.ch

Weitere Berichte zu: Geige Geigenbau Geigenbauer Stradivari

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kunststoffstrang statt gefräster Facette: neue Methode zur Verbindung von Brillenglas und -fassung
28.04.2017 | Technische Hochschule Köln

nachricht Beton - gebaut für die Ewigkeit? Ressourceneinsparung mit Reyclingbeton
19.04.2017 | Hochschule Konstanz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie