Licht und Luft sind unsichtbar – und könnten doch der Schlüssel zu einer Zukunft ohne Chemikalien sein. Wo andere einfach atmen, sieht Dr. Priyanka Maity Vektoren, Wirbel und Gleichungen. Die Physikerin forschte am IIT, am TIFR und an der TU Ilmenau, heute simuliert sie Strömungen für die Hoenle UV Disinfection GmbH. Im Gespräch erklärt sie, wie UV-Licht Keime ohne Chemie bekämpft, warum ihr Bauchgefühl jede perfekte Simulation schlägt – und wie KI ihre Arbeit verändert.
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Von der Turbulenz zur UV-Lampe: Sie haben an Spitzeninstituten wie den IITs, dem TIFR und der TU Ilmenau geforscht. Was war der größte „Kulturschock“ beim Wechsel von der reinen Theorie in die Produktionshallen der Hoenle UV Disinfection GmbH?
Das hängt von den Kunden und Menschen ab, mit denen man zu tun hat. Wer in der Wissenschaft Vorträge hält, hat meist ein Publikum aus dem eigenen Fachgebiet oder zumindest mit technischem Hintergrund. In der Industrie sitzen dagegen Menschen mit und ohne technischen Hintergrund im Raum. Der größte Unterschied: Gerade Leute ohne technische Vorbildung interessieren sich kaum für die Wissenschaft hinter dem, was man entwickelt. Sie denken in Problem und Lösung, die Zwischenschritte sind ihnen meist egal. Man muss Fristen einhalten und Ergebnisse vorweisen. Die Physik dahinter ist für die meisten nicht wichtig.
Hinzu kommt: In der Wissenschaft untersuchen wir meist idealisierte Systeme. Seit ich in der Industrie arbeite, ist die Physik sehr viel komplexer und realitätsnäher. Um sie abzubilden und zu simulieren, müssen wir unsere akademische Ausbildung anpassen und uns auf die Arbeitsweise der Industrie einlassen.
Der Matrix-Blick: Sie berechnen komplexe Strömungen (CFD). Wenn Sie über eine belebte Straße gehen – sehen Sie dann Vektoren, Wirbel und mathematische Formeln um die Menschen herumwirbeln?
Eigentlich nicht. Belebte Straßen werden mit ganz anderen physikalischen Gleichungen beschrieben, das ist eher ein Thema für Leute, die sich mit Schwarmdynamik beschäftigen. Aber Spaß beiseite: Ja, manchmal versuche ich, Wirbelstrukturen in Wolkenformationen oder in fließendem Wasser zu entdecken, und rufe mir dann an Ort und Stelle meine Simulationen ins Gedächtnis, um Gemeinsamkeiten zu finden.
Einmal habe ich zum Beispiel einem Freund die Kelvin-Helmholtz-Instabilität erklärt, als wir auf einer Brücke in Bamberg standen und beobachteten, wie das Wasser an den Brückenpfeilern vorbeiströmte. Danach hat er mich nie wieder an ein Gewässer begleitet. (lacht)
Der Heureka-Moment: In der Wissenschaft bemisst sich Erfolg oft an Publikationen. Wie fühlt es sich an, eine Simulation zu erstellen und dann ein Produkt in den Händen zu halten, das genau so funktioniert, wie der Computer es vorhergesagt hat?
Auch in der Industrie kann man Fachartikel veröffentlichen oder Patente anmelden. Aber wenn man mithilfe seiner Simulationen ein Produkt entwickelt und auf den Markt bringt, ist die Zufriedenheit für mich doppelt so groß. Es bestätigt die eigene Arbeit und gibt einem das Gefühl, etwas Großes erreicht zu haben.
Die Wissenschaft blickt in die Zukunft, die Industrieforschung ist näher an der Realität. Das Wissen aus den Fachartikeln, die man heute veröffentlicht, kommt vielleicht in fünf oder zehn Jahren in kommerziellen Produkten an. Was man in der Industrie heute entwickelt, ist dagegen schon in ein bis zwei Jahren auf dem Markt.
UV-Desinfektion ohne Chemie: Wie die Technologie funktioniert
UV-Licht für Einsteiger: Die meisten Menschen kennen UV-Licht nur als Ursache für Sonnenbrand. Wenn Sie Ihre Arbeit einem Fünfjährigen erklären müssten: An welchem „Superhelden-Gadget“ bauen Sie eigentlich?
Für ein fünfjähriges Kind muss es so einfach wie möglich sein. Ich würde wahrscheinlich sagen: UV-Strahlen sind ein Teil des Sonnenlichts, den unsere Augen nicht sehen können. In der richtigen Menge können sie Keime und Bakterien abtöten. Bekommt man aber zu viel davon ab, gibt es einen Sonnenbrand. Erwachsenen ohne Vorkenntnisse könnte man noch weitere Aspekte erklären.
Das Chaos bändigen: Turbulenz gilt als eines der größten Rätsel der Physik. Fühlen Sie sich manchmal wie eine Löwenbändigerin, die dem Chaos aus Luft und Licht Manieren beibringen will?
Ehrlich gesagt fühle ich mich eher wie ein Kind, das von Mutter Natur zurechtgewiesen wird. Immer wenn meine Simulationen nicht laufen oder Fehler melden, merke ich, wie winzig das menschliche Wissen im Vergleich zur Komplexität der Physik des Universums ist. Für uns Menschen ist es eine gewaltige Aufgabe, all diese Komplexität der Natur abzubilden – aber es sieht so aus, als könnte die KI den Löwen endlich bändigen.
Seit OpenAI das Millennium-Problem zur Turbulenz gelöst hat*, hat sich einiges verändert. Wenn man KI einsetzt, ist das eine ganz andere Geschichte. Man fühlt sich dann eher wie ein Teenager als wie ein Kind.
Nachhaltig ohne Chemie: UV-Licht kann desinfizieren und aushärten, ganz ohne aggressive Chemikalien. Sind Sie im Grunde eine „Umweltwissenschaftlerin im Laborkittel“, die die Welt mit Photonen statt mit Gift reinigt?
Diese Interpretation gefällt mir wirklich gut – vielleicht verwende ich sie im nächsten Interview selbst. Ich arbeite tatsächlich in diese Richtung, nur ohne Laborkittel. Das Ziel ist eine chemiefreie Desinfektionstechnologie, die wirksamer und zugleich energieeffizienter ist. UV-Technologie desinfiziert besonders wirksam, weil sie selbst arzneimittelresistente Mikroorganismen unschädlich macht, indem sie deren DNA oder RNA schädigt.
Der Engpass: Eine der UV-Quellen sind Quecksilberlampen, und die sind nicht besonders umweltfreundlich. UVC-LEDs wiederum stehen noch am Anfang ihrer Entwicklung und haben einen geringen Wirkungsgrad. Deshalb sind sie bislang nicht besonders kosteneffizient.
Neben der Desinfektion lässt sich UVC-Technologie aber auch nutzen, um Bindungen in Polymeren zu verändern. Damit ist sie auch für das Aushärten und das Recycling interessant. In diesen Bereichen braucht es allerdings noch mehr Forschung.
Mensch, Maschine und Intuition
Vertrauen ist gut, Physik ist besser: Wenn der Computer eine perfekte Simulation ausspuckt, Ihr Bauchgefühl aber sagt: „Das kann nicht stimmen“ – wer gewinnt diesen inneren Kampf?
Ich verlasse mich auf mein Bauchgefühl. Wenn eine Simulation perfekte Ergebnisse liefert, weiß ich, dass etwas schiefgelaufen sein muss. Wie das alte Sprichwort sagt: Nichts ist perfekt – und das gilt auch für Simulationen. Sie beruhen meist auf vielen Näherungen und weichen um einige Prozent von Experimenten oder realen Situationen ab.
Ich war schon oft in dieser Lage, und das Bauchgefühl hat immer gewonnen. Man muss Simulationen mit bekannten Ergebnissen abgleichen, um zu sehen, ob sie funktionieren.
Die Ästhetik des Wirbels: Ihre Simulationen sehen oft aus wie farbenfrohe moderne Kunst. Hängt bei Ihnen zu Hause ein gerahmter Plot einer besonders schönen Turbulenz über dem Sofa?
Sie sind tatsächlich malerisch. Die Wirbel finden sich ja schon in Van Goghs „Sternennacht“. Aber ja, es ist mein heimlicher Wunsch, eines Tages ein Bild aus Simulationen zu erschaffen, das vielleicht gut genug ist, um im Wohnzimmer zu hängen.
KI gegen menschliches Gehirn: Wir sprechen heute viel über KI. Kann sie jemals die Intuition erfahrener CFD-Ingenieure ersetzen, oder brauchen beachtenswerte Innovationen weiterhin den menschlichen Verstand?
Das ist das heiße Thema, über das heute alle diskutieren. Derzeit braucht es je nach Aufgabe noch menschliche Aufsicht. Aber bei dem rasanten Tempo, mit dem sich KI entwickelt, könnte es eines Tages so weit sein.
Von Indien nach Ilmenau
Von Indien nach Ilmenau: Physik ist eine universelle Sprache, Kaffeekulturen sind es nicht. Was vermissen Sie am meisten an der indischen Forschungswelt, und was schätzen Sie am meisten an deutscher Ingenieurskunst?
Die Forschungswelt ist über Länder und Kulturen hinweg mehr oder weniger gleich. An der indischen Forschungskultur vermisse ich eigentlich nicht viel. Die Work-Life-Balance in der deutschen Forschung schätze ich dagegen sehr. In Indien ist der Wettbewerb gnadenlos, die Menschen sind ehrgeizig, und es wird erwartet, dass man auch am Wochenende arbeitet.
Hier ist es viel entspannter. Man arbeitet in kürzerer Zeit effizient, und das finde ich tatsächlich produktiver. Außerdem setzt die deutsche Forschung stärker auf Partnerschaften mit der Industrie, sodass man früher sieht, wie die eigenen Ergebnisse in der Praxis ankommen. Da muss Indien noch aufholen: Es braucht mehr Kooperationen zwischen Wissenschaft und Industrie.
Die Kristallkugel: Blicken wir fünf Jahre voraus. Welches „fiese“ Problem – etwa bestimmte Keime oder Schadstoffe – wird dank Ihrer UV-Simulationen Geschichte sein?
Vielleicht nicht allein dank meiner Simulationen – aber die gemeinsamen Anstrengungen aller, die an UV-Technologie arbeiten, können wirklich helfen, die nächste Pandemie zu bekämpfen. Ebenso könnte UV-Technologie die Recyclingbranche grundlegend verändern, etwa indem sie hilft, Mikroplastik in Gewässern zu behandeln. Um da sicher zu sein, braucht es auf diesem Gebiet aber noch viel Forschung.
Der beachtenswerte Rat: Was empfehlen Sie jungen Physikstudierenden, die die Welt verändern wollen, sich aber von der „trockenen“ Mathematik einschüchtern lassen?
Zunächst einmal: Für mich ist Mathematik überhaupt nicht trocken. Sie ist spannend und gilt als die Sprache der Physik. Mein Rat an alle: Probieren Sie es einfach aus, ohne Vorurteile. Die meisten Dinge wirken beängstigend, bis man sie ausprobiert. Es ist wie beim Schwimmen – man muss erst ins Wasser, um es überhaupt lernen zu können. Also: ausprobieren und die Welt entdecken. Das eröffnet unzählige Möglichkeiten und neue Interessen.
Dr. Priyanka Maity ist Physikerin und F&E-Ingenieurin bei der Hoenle UV Disinfection GmbH, wo sie mit Strömungs- und Thermosimulationen die Entwicklung von UV-Technologien unterstützt. Sie promovierte in numerischer Strömungsmechanik am IIT Kharagpur, erwarb ihren Master in Physik am IIT Madras und forschte als Postdoc am ICTS-TIFR in Indien sowie an der TU Ilmenau zu turbulenten Strömungen und Musterbildung. Priyanka Maity auf LinkedIn
Das Interview wurde auf Englisch geführt und für beachtenswert.org übersetzt – hier geht es zur englischen Originalfassung.
Interview: Thomas Jan Krajniewski
Erschienen auf beachtenswert.org am 2.11.2026