Die aussterbende Generation von Handwerkern hinter den Werkzeugen, die wissenschaftliche Forschung ermöglichen

Jul 19, 2023

Der wissenschaftliche Glasbläser des Caltech, Rick Gerhart, 71, fertigt alle komplizierten Glasvorrichtungen und Becher, die Nobelpreisträger und Doktoranden für komplexe Chemieexperimente benötigen.

Rick Gerhart, der wissenschaftliche Glasbläser des Caltech, arbeitet seit 1992 auf dem Pasadena-Campus. Sein Handwerk stirbt langsam aus, da immer mehr Arbeiten dieser Art an Einrichtungen Dritter ausgelagert werden.

Der wissenschaftliche Glasbläser von Caltech, Rick Gerhart (rechts), spricht mit dem Doktoranden Chris Roske. Gerhart geht bald in den Ruhestand und der Campus in Pasadena war auf der Suche nach jemandem, der ihn ersetzen kann.

Wenn Rick Gerhart die Kritzeleien eines Forschers in komplizierte Laborgeräte verwandelt, kommt es auf handwerkliches Können an. Keine zwei wissenschaftlichen Glaswaren sind gleich.

Rick Gerhart zeigt einige seiner Glasarbeiten unter einem Filter, um zu prüfen, ob es Schwachstellen gibt. Anschließend erhitzt er das Glas in einem riesigen Ofen. „Er ist eine etwas aussterbende Rasse“, sagte Sarah Reisman, die sich darauf verließ, dass Gerhart 20 labyrinthartige Geräte für ihr Labor für synthetische organische Chemie baute.

Glasröhren auf Rick Gerharts Schreibtisch. Der Beruf des Glasbläsers erreichte nach dem Zweiten Weltkrieg seinen Höhepunkt, als der Ölboom und die staatlich finanzierte Forschung in vielen Labors zahlreiche Glasbläserjobs eröffneten.

Rick Gerhart hockte im Untergeschoss des Norman W. Church Laboratory for Chemical Biology, unter einem Campus voller Quantenteleportationsgeräte, Gravitationswellendetektoren und neuronaler Prothesen, und hackte an einer kaputten Flasche herum.

Mit der Lötlampe in der Hand zog er das weiche Glas wie Toffee auseinander und zupfte mit einer Bewegung seines Handgelenks Glasscherben heraus. Er blickte in die tanzenden Flammen und untersuchte seine Arbeit auf Falten – Unvollkommenheiten, die für das ungeübte Auge unsichtbar waren.

„Es sollte nicht nur funktional sein“, sagte er und glättete die Felge mit einem Carbonstab, „es muss auch gut aussehen.“

Hier in Caltechs Ein-Mann-Glaserei, wo Gerhart die Zeichnungen eines Forschers in komplizierte Laborgeräte verwandelt, ist Handwerkskunst das A und O. Kein Stück wissenschaftlicher Glasgeräte gleicht dem anderen, und seit mehr als zwei Jahrzehnten beginnen Studenten und Nobelpreisträger gleichermaßen jedes Projekt mit Gerharts Segen, dass er, ja, die Werkzeuge schaffen kann, die ihre Experimente ermöglichen.

Aber Gerhart, 71, geht in den Ruhestand und die Suche nach jemandem, irgendjemandem, der in seine Fußstapfen treten kann, ist in vollem Gange. In einer kostensenkenden Welt voller Maschinen und Montageanlagen verfügen nur noch wenige Glasbläser über das erforderliche Maß an Meisterschaft, das an Forschungszentren wie dem Caltech erforderlich ist.

„Er ist eine etwas aussterbende Rasse“, sagte Sarah Reisman, die sich darauf verließ, dass Gerhart 20 labyrinthartige Geräte für ihr Labor für synthetische organische Chemie baute. „Es gibt einfach nicht mehr so ​​viele wissenschaftliche Glasbläser und schon gar nicht solche, die über Ricks Erfahrung verfügen. Selbst ein Bruchteil dieser Erfahrung ist meiner Meinung nach einfach nicht vorhanden.“

Es gibt einfach nicht mehr so ​​viele wissenschaftliche Glasbläser und schon gar nicht solche, die über Ricks Erfahrung verfügen.

— Sarah Reisman, Professorin für Chemie

Rick Gerhart, wissenschaftlicher Glasbläser am Caltech, hilft seit 1992 dabei, wissenschaftliche Forschung auf dem Campus zu ermöglichen. Gerhart plant, in den Ruhestand zu gehen, und die Schule sucht jemanden, der seinen Platz einnimmt. (Dillon Deaton/Los Angeles Times

Universitätsglasbläser in Vollzeit gelten als die Besten ihres Fachs, aber nur wenige Institutionen bieten noch solche Stellen an oder geben jungen Glasbläsern die Möglichkeit, ihr Handwerk zu verfeinern. Als der langjährige Glasbläser von Cal State LA letztes Jahr in den Ruhestand ging, schloss die Werkstatt, die er 30 Jahre lang geführt hatte. Ähnliche Schicksale ereilten die Glasbläser an der UCLA und im Jet Propulsion Laboratory der NASA. An der UC Riverside, wo es einst drei Vollzeit-Glasbläser und zwei Glaswerkstätten gab, kommt jetzt an einem Tag in der Woche ein Glasbläser.

USC sei die einzige andere Universität im Raum LA, die noch einen Vollzeit-Glasbläser habe, sagte Gerhart. In den USA bleiben diejenigen, die solche Jobs bekommen, in der Regel bis zur Rente.

„Also jetzt, um meinen Platz einzunehmen“ – Gerhart hielt inne und blätterte in seinem geistigen Rolodex. Er lachte: „Sieht so aus, als müssten wir jemanden stehlen.“

Um die wissenschaftliche Glasbläserei zu beherrschen, sind eine angemessene Ausbildung und Lehrlingsausbildung von entscheidender Bedeutung. Nur eine Schule im Land, das Salem Community College in New Jersey, bietet einen Studiengang an.

Neben der praktischen Ausbildung, die ein Gespür für Präzision und Koordination erfordert, müssen die Studierenden Kurse in organischer Chemie, Mathematik und Computerzeichnen belegen.

„Man muss über alles genug wissen, über Mechanik, über Chemie, über Physik, über Thermodynamik – was auch immer ein Chemiker sich einfallen lässt, man muss nur ein bisschen wissen, um diesen Chemiker durchzubringen“, sagte Dennis Briening, Lehrbeauftragter von Salems zweijährigem Programm. „Und natürlich muss man technisch sehr geschickt sein. Es dauert also wirklich lange, eine Position wie die von Rick zu erreichen.“

Gerhart schrieb sich 1965 für das Salem-Programm ein, nachdem er das College abgebrochen hatte, um den Beruf seines Vaters auszuprobieren.

Es war die Blütezeit der wissenschaftlichen Glasbläserei. Das Handwerk, das auf die Alchemie im 2. Jahrhundert zurückgeht, verbreitete sich in den 1930er und 1940er Jahren in Amerika, nachdem der Erste Weltkrieg die Glaswarenversorgung aus Deutschland abgeschnitten hatte. Glas – insbesondere Pyrex und Quarz – ist nach wie vor beliebt, da es hoher Hitze standhält, mit sehr wenigen Elementen reagiert und transparent ist, sodass Forscher chemische Prozesse beobachten können.

Der Beruf erreichte seinen Höhepunkt nach dem Zweiten Weltkrieg, als der Ölboom und die staatlich finanzierte Forschung in vielen Labors zahlreiche Glasbläserjobs eröffneten. Wissenschaftliche Glasbläser stellten nicht nur Forschungsgeräte her, sie stellten auch Glasteile für Erfindungen wie den Laserdrucker her.

Zunächst durchstreifte Gerhart eine Reihe von Firmen und arbeitete mit erfahreneren Glasbläsern bei TRW Inc. und der UCLA zusammen.

Als er sich 1992 am Caltech niederließ, überreichte ihm der Glasbläser vor ihm den Schlüssel zum Laden und sagte: „Viel Glück.“ Auf eigene Faust hat Gerhart seinen Flickenteppich aus Erfahrung zusammengestellt, um Glasbecher zu drehen und zu verschmelzen und Glasspulen über Vakuumkammern zu schlängeln.

In einer Produktionslinie stellt ein Glasbläser möglicherweise jeden Tag das gleiche Produkt her. „Ich habe jedes Mal etwas anderes gemacht“, sagte er. „Da habe ich erst richtig angefangen zu lernen.“

Diese Möglichkeiten, berufsbegleitend zu lernen, sind jetzt begrenzt, obwohl das Interesse nicht nachgelassen hat: In diesem Jahr haben 31 Glasbläser am Salem Community College ihren Abschluss gemacht – jahrelang hat die Schule jedes Jahr etwa 20 Abschlüsse gemacht – und im nächsten Schuljahr werden 66 neue Studenten erwartet. Videos in den sozialen Medien hätten neues Interesse an dem Handwerk geweckt, sagte Briening.

Doch während seine Studenten keine Schwierigkeiten haben, Einstiegsjobs bei Unternehmen wie Chemglass Life Sciences, einem Glashersteller, und General Electric Global Research zu finden, sind Universitäten selten bereit, die Gemeinkosten für mehr als einen Glasbläser, wenn überhaupt, einzukalkulieren.

„Vor Jahren hatten alle Universitäten zwei oder drei Leute“, sagte Briening. „Ich denke, das wird ein Problem sein, weil Sie diese jungen Glasbläser nicht mehr erziehen.“

Wie kommt man aus ein paar Kratzern auf einem Stück Papier zu etwas, das man tatsächlich im Labor verwendet?

— Bob Grubbs, Nobelpreisträger für Chemie 2005 und Professor am Caltech

Eine der wenigen Ressourcen, die der nächsten Generation noch übrig sind, ist die American Scientific Glassblowers Society, eine eng verbundene Gruppe, die nationale Workshops veranstaltet und Ideen austauscht, wenn der Sonderauftrag eines Forschers eines seiner Mitglieder überfordert.

Seine Mitglieder sind auch Caltechs beste – und möglicherweise einzige – Optionen, sobald Gerhart geht. Aber die Mitgliederzahl ist von 1.000 in den 1970er Jahren auf 492 heute zurückgegangen, und nur einige dieser Glasbläser könnten nach einer steilen Lernkurve möglicherweise in der Lage sein, die gesamte Arbeit zu leisten, die Gerhart am Caltech geleistet hat, sagte Bob Ponton, der die Organisation leitet hat als dessen Präsident gedient.

„Rick ist einer dieser Glastechniker, die ich zu den besten 5 % zähle“, sagte Ponton. „Er hat die Techniken und Fähigkeiten entwickelt, die speziell auf die Bedürfnisse dieser Universität und ihrer Forscher zugeschnitten sind. Und das tun die Guten. Er wird nicht ersetzbar sein.“

Zurück im Untergeschoss stellte Gerhart die reparierte Flasche in einen mit Vermiculit ausgelegten Ofen. Neben Sonderanfertigungen rehabilitiert er auch Geräte, die durch ungeschickte Hände oder zu viel Druck oder Hitze beschädigt wurden.

Eines Morgens schlenderte er an einer Wand aus in die Jahre gekommenen Holzschränken entlang, die mit Teflonventilen, versiegeltem Quarz und Glasröhren mit einer Breite von 2 bis 110 Millimetern ausgekleidet waren. Vor Jahren aufgeklebte Notizen für ihn selbst enthielten Erinnerungen an Schmelzpunkte und Tipps wie: „50 %ige Salzsäure, um Siliziumdämpfe zu entfernen.“

Er reichte Chris Roske, einem Doktoranden der physikalischen Chemie, ein dünnes Röhrchen, der sich wie andere auf Gerharts fröhliches Geplänkel nach einem frustrierenden Forschungstag oder wenn ein Experiment explodiert, freut. Roske schnappte nach Luft, als Gerhart erwähnte, dass er in den Ruhestand ging.

"Wann?"

„Morgen“, sagte Gerhart strahlend.

„Nein“, sagte Roske und zog die Silbe in die Länge. "Meinst du das ernst?"

Gerhart wird es vermissen, seine Schüler zu necken. Er versicherte Roske, dass er bleiben werde, bis Caltech seinen Nachfolger gefunden habe.

Die Suche ergab bisher sechs Bewerbungen – doppelt so viel wie Gerhart erwartet hatte. Die Anforderungen der Stellenausschreibung waren entgegenkommend: „2 bis 20+ Jahre“ Erfahrung, je nach Repertoire. Ein Komitee aus Spitzenchemikern und Caltech-Administratoren wird diese Kandidaten prüfen, in der Hoffnung, dass alle Lücken geschlossen werden können.

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„Man braucht eine Person, die eine Vorstellung vom wissenschaftlichen Prozess hat und weiß, wie man das, was ein Student tun möchte, in ein Gerät umsetzen kann, das wirklich funktioniert“, sagte Bob Grubbs, Nobelpreisträger für Chemie aus dem Jahr 2005 und Professor am Caltech. „Wie kommt man aus ein paar Kratzern auf einem Stück Papier zu etwas, das man tatsächlich in einem Labor verwendet, dem man vertraut und das einem keine Säure ins Gesicht bläst?“

Chemikerkollegen sind erleichtert, dass Caltech einen Glasbläser auf dem Campus behalten wird. Für sie ist es bequemer als die Bestellung aus einem Katalog und bewahrt die Intimität, die Forscher mit den von ihnen entworfenen Experimenten haben sollten.

„Es ermöglicht den Schülern und Rick, einfach darüber nachzudenken, was möglich ist“, sagte Jonas Peters, ein anorganischer Chemiker, dessen Labor mit Gerharts aufwändigen Glasspulen, Diffusionspumpen und Vakuumsystemen gefüllt ist. „Wenn es nicht funktioniert, gehst du zurück, er ändert etwas, du versuchst es noch einmal. Es gibt diesen iterativen Prozess, bei dem versucht wird, ein Gerät zu entwickeln, das für ein Experiment auf sehr individuelle und sehr interaktive Weise funktioniert.“

„Er ist wirklich einer der Großen“, sagte er und zeigte auf eine zarte Kurve in einem seiner Krümmer, die er „die Rick-Finesse“ nannte.

Er seufzte. Vielleicht könnte Gerhart zurückkommen und dem neuen Glasbläser zeigen, wie es geht.

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AKTUALISIERUNG:

11:29 Uhr: Dieser Artikel wurde mit zusätzlichen Details aktualisiert.

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 25. Juni um 8:31 Uhr veröffentlicht.