Reiche, A., & Haufe, S.

Brennstoffzellen haben das Potenzial, eine bedeutende Rolle in der zukünftigen Energieversorgung zu spielen. Ihre Einsatzmöglichkeiten erstrecken sich von mobilen Anwendungen über den Einsatz in der Hausenergieversorgung und der industriellen Kraft-Wärme-Kopplung bis hin zu Kleinstanwendungen, bei denen Brennstoffzellen als Batterie- und Akkuersatz für netzunabhängige Geräte dienen können. Der aktuelle Entwicklungsstand und Anwendungsmöglichkeiten werden für alle Typen von Brennstoffzellen dargestellt und die zugehörigen Kostenstrukturen diskutiert. Weiterhin wird ein Überblick über Verfahren zur Erzeugung bzw. Speicherung von Wasserstoff gegeben und Vorraussetzungen für eine Wasserstoffwirtschaft erörtert.

Jug, K., Ertmer, W., Heidberg, J., Heinemann, M., & Schwarz, W.

Leben und Werk Hans Hellmanns wurden gewürdigt. Hellmann überschritt die Grenzen von der Physik zur Chemie. Er entwickelte dabei neuartige Theoreme und Methoden zur Beschreibung der chemischen Bindungen und Reaktionen, die auch heute noch Bestand haben. Seine wissenschaftliche Klarsicht und sein persönliches Schicksal sollten uns leiten und mahnen.

Schmid, G.

Die Nanotechnologie lässt die klassischen Unterschiede zwischen Physik, Chemie und Biologie verschwinden. Sie ist auf dem Weg zur dominierenden Technologie des neuen Jahrhunderts und wird den Alltag der Menschen maßgebend beeinflussen. Am Beispiel von Metallnanopartikeln werden Möglichkeiten für die Herstellung neuartiger Computergenerationen erläutert, die dem Silicium-Zeitalter folgen könnten.

Balasubramanian, K., & Burghard, M.

Laborübliche Mengen an Kohlenstoff-Nanoröhren sind mittlerweile erschwinglich und es stehen effektive Verfahren zu ihrer Reinigung zur Verfügung. Ihr Anwendungsspektrum erfährt durch die zur Verfügung stehenden Methoden zur chemischen Funktionalisierung eine erhebliche Bereicherung. Obwohl sich bereits mehrere Reaktionstypen für den Einsatz in der Nanoröhren-Forschung etabliert haben, besteht noch erheblicher Klärungsbedarf hinsichtlich des Reaktionsmechanismus und der Struktur der modifizierten Röhren. Von Interesse ist ferner die Frage, inwieweit die chemische Reaktivität von der detaillierten Struktur der Röhren abhängt. Die weitere Entwicklung dieses faszinierenden Gebiets wird u. a. davon abhängen, ob spezifische Synthesemethoden für Nanoröhren mit gewünschter Struktur gefunden werden können.

Dersch, R., Greiner, A., Steinhart, M., & Wendorff, J.

Als Querschnittstechnologie befruchtet die Nanotechnologie ein breites Spektrum von Anwendungsfeldern, das sich von der Optoelektronik über die Umwelttechnik, die Chemietechnik, die Sensorik, die Biotechnologie bis zur Medizin und Pharmazie hinzieht. Nanoröhrchen und Nanofasern stellen in diesen Bereichen eine vielseitige Plattform dar. Zu ihrer Herstellung und weiteren Funktionalisierung wurden eine Reihe von speziellen Verfahren wie das Elektrospinnen und das Templatverfahren auf der Basis von Nanofasern und mesoporösen Materialien entwickelt. Sie erlauben die Präparation der Nanoobjekte aus Polymeren, Metallen, Keramiken, Gläsern und Materialkombinationen. Die Integration solcher Objekte in größere Bauteile ist die nächste Herausforderung.

Rehage, H.

Tenside sind amphiphile Moleküle, die sich an Grenzflächen anreichern und im Inneren von Lösungen definierte Aggregate (Mizellen) bilden. Im Bereich höherer Konzetrationen dienen die Mizellen wiederum als Bausteine für komplexe, dreidimensionale Strukturen, die isotrope oder anisotrope Eigenschaften besitzen. All diese verschiedenen Phasen bilden sich durch Prozesse der Selbstorganisation; eine fundamentale Eigenschaft, die auch lebende Systeme kennzeichnet. Aufgrund ihrer geringen Größe, der leichten Herstellung und der verschiedenen Gestalt besitzen Tensidfilme und Tensidaggregate interessante Eigenschaften, die zur Herstellung verschiedener Arten von Kristallen und Nanomaterialien gezielt genutzt werden können.

Kickelblick, G.

Durch die Kombination von anorganischen und organischen Komponenten, wobei mindestens eine der Komponenten Dimensionen in der Nanometer-Längenskala besitzt, werden anorganisch-organische Nanokomposite erhalten. In diesem Beitrag werden insbesondere Prinzipien für die Herstellung stabiler und homogener Materialien erläutert. Anhand verschiedener Beispiele, von molekularen Bausteinen über Nanopartikeln bis hin zu schichtartig aufgebauten Mineralien und porösen Strukturen, wird auf die Verbindung der anorganischen Nanobausteine mit organischen Einheiten eingegangen. Die Eigenschaften der entstehenden Materialien sind durch die Kombination verschiedener Bausteine auf der Nanometerskala in einem Material vielfältig einstellbar.

Ottersbach, P., Schmitz, C., Averdung, J., Heinrich, L., & Gutsch, A.

Nanomaterialien und ultradünne Beschichtungen von Nanopartikeln werden die Eigenschaften vieler künftiger Produkte bestimmen: Ultraharte Oberflächen, superschnelle Computer, schmutzabweisende Oberflächen, neuartige Krebsbehandlungsmethoden, kratzfeste Beschichtungen, preiswerte Solarzellen, preiswerte Displays und druckbare Elektronik. Der Markt für Nanotechnologieprodukte wächst zweistellig und wird im Jahr 2010 mehrere hundert Milliarden US-Dollar betragen.

Feil, S.

Melanoidine sind ein Oberbegriff für Makromoleküle, die bei einer nichtenzymatischen Röstung entstehen und Lebensmittel braun färben (melano = griech.-lat. für Schwärzling). Also auch im Kaffee und Dunkelbier sind sie: geschmacksfördernd - und weitestgehend unaufgeklärt. Eine Teilstruktur eines Melanoidins haben T. Hofmann von der Universität Münster und V. Somoza von der Deutschen Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie, Garching, nun identifiziert und die biochemische Wirkung untersucht.

Schmidt, H., Roßmann, A., Stöckigt, D., & Christoph, N.

Die Isotopenverhältnisse von Wasser, organischem Material und Spurenelementen aus Lebensmitteln hängen von den Umständen und Orten ihrer Entstehung und Verarbeitung ab. Zu ihrer quantitativen Analyse stehen die Methoden der massenspektrometrischen Isotopenverhältnisanalyse und der positionellen 2H-Analyse zur Verfügung. In deren Anwendung auf die Untersuchung der Herkunft und der Authentizität von Lebensmitteln werden Beispiele für den Nachweis der Wässerung bzw. der Zuckerung von Wein und Obstsäften beschrieben und die Methoden zur Erkennung eines nicht deklarierten Zusatzes von L-Apfelsäure und Ascorbinsäure erläutert. Die Multielementisotopenanalyse ermöglicht die Erkennung der Herkunft tierischer Produkte (Eier, Milchprodukte, Fleisch) und die Unterscheidung zwischen natürlichen und naturidentischen Aromastoffen. Schließlich werden die Möglichkeiten der Isotopenverhältnisanalyse zur Unterscheidung von pflanzlichen und tierischen Produkten, die nach konventionellen oder ökologischen Verfahren erzeugt wurden, diskutiert.