Meichsner, B., & Wirth, U.

Das Hormon Insulin ist seit langem sowohl von wissenschaftlichem als auch von industriellem Interesse. So stand es zweimal im direkten Zusammenhang mit dem Nobelpreis. 1923 wurden Frederick Banting und John James Richard Macleod für die Entdeckung des Insulins mit dem Nobelpreis für Medizin geehrt und 1958 erhielt Frederik Sanger den Nobelpreis für Chemie für die Strukturaufklärung des Hormons. Insulin war das erste Protein, dessen chemische und räumliche Struktur aufgeklärt werden konnte und es war das erste mit Hilfe von gentechnisch modifizierten Mikroorganismen hergestellte Arzneimittel. Das aufwändige biotechnologische Verfahren macht seit den 1980er Jahren die Insulinherstellung unabhängig von tierischen Pankreaten, die für die weltweit wachsende Zahl an Diabetikern nicht in ausreichendem Umfang zur Verfügung gestanden hätten.

Biet, T.

Die NMR-Spektroskopie ist eine experimentelle Methode, die auch in der pharmazeutischen Forschung verwendet wird. Dem Prozess der Medikamentenentwicklung stellt sie eine Reihe von Werkzeugen zur Verfügung, um Protein-Ligand-Wechselwirkungen zu untersuchen. Exemplarisch werden drei verschiedene dieser Techniken und deren Anwendung bei der Suche nach neuen Wirkstoffen erklärt.

Fischer, F., & Bauer, S.

Vor genau 70 Jahren wurde PVP von Prof. Dr. Walter Reppe in der BASF erfunden und zum Patent angemeldet. Polyvinylpyrrolidon wurde zunächst als Blutplasmaersatzstoff im Zweiten Weltkrieg eingesetzt. Nach und nach fand es dann Anwendung in den unterschiedlichsten Branchen: Pharma-, Kosmetik-, Waschmittelindustrien. PVP kommt mittlerweile bei über 100 verschiedenen technischen Anwendungen zum Einsatz, zum Beispiel in Membranen, Klebestiften, Schmelzklebern, Hydrogelen und im Pflanzenschutz. Aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften – wie Wasserlöslichkeit, Film- und Komplexbildung, Kleb- und Bindekraft – sowie Dank seiner toxikologischen Unbedenklichkeit ist PVP eines der interessantesten technischen Spezialpolymere in der Chemie.

Krieck, S., & Westerhausen, M.

Die Darstellung von niederwertigen elektropositiven Metallverbindungen kann mit Hilfe der drei folgenden Konzepte gelingen: i) Durch die Aufnahme delokalisierter Elektronen können metallische Matrices stabilisierend wirken. Aus der Summenformel leitet sich eine formale Subvalenz ab; unter Berücksichtigung der Bindungsverhältnisse ergibt sich jedoch eine Normalvalenz. ii) Durch die Ausbildung homonuclearer Element-Element-Bindungen oder von Metallclustern sind diese Verbindungen nach den Regeln zur Bestimmung der Oxidationsstufe formal niederwertig. Gegebenenfalls liegt aber Normvalenz bei Verbindungen mit M22+-Einheiten vor (was aus der Chemie des Quecksilbers als Hg22+ wie beispielsweise im Kalomel Hg2Cl2 schon lange bekannt ist). iii) Ausgedehnte p*-Systeme von Arenen mit einer geeigneten Energie zwischen den beiden ersten Ionisierungspotenzialen des Erdalkalimetalls nehmen nur eines der beiden Valenzelektronen auf.

Kloppenburg, H., Groß, T., Mezger, M., & Wrana, C.

Synthetische Kautschuke lösen immer mehr Aufgaben, in denen Elastizität gefragt, Naturkautschuk auf Grund seiner Empfindlichkeit gegenüber UV-Licht, Ozon und Hitze aber überfordert ist: Über die Hälfte der heute verbrauchten Kautschuke stammen aus den Reaktoren der Chemischen Industrie. Synthesekautschuke sind ihrem natürlichen “Vorbild” nicht nur in Sachen Alterungs- und Chemikalienbeständigkeit überlegen: Sie können äußerst effektiv an immer neue Anforderungen angepasst werden – etwa durch Variation ihrer Zusammensetzung und Molekülarchitektur, durch Einsatz neuer Katalysatoren und Produktionsverfahren und nachträgliche Modifikation des Polymers. Diese Entwicklungsarbeiten erfordern ein vertieftes Verständnis der Gummichemie und -Physik.

Sommer, K., & Aufdemkamp, G.

Die Kreislaufwirtschaft von Aluminium ist zugleich ein didaktisches Konzept für Schule und Hochschule. Eine Möglichkeit der konkreten Umsetzung bietet das vorgestellte Schülerlaborprojekt. Mit der dargestellten Lehrerfortbildung wird zugleich das Modell einer Tandemfortbildung beschritten. Dieses Konzept lässt sich problemlos auf andere Themenbereiche übertragen, so dass Schule, Hochschule und Industrie viel häufiger miteinander ins Gespräch kommen können.

Roth, K.

Ein Glas Sekt oder Champagner ist das bevorzugte Getränk für die außergewöhnlichen Momente in unserem Leben. Der Kenner zelebriert das Öffnen der Flasche und erfreut sich beim sorgfältigen Eingießen in das richtige Glas, an der Farbe, dem Aroma, dem Geschmack und vor allem an den aufsteigenden Gasbläschen. Betrachtet man den Sekt im Glas versonnen und nachdenklich, erfasst man, dass auf dem Wege von Weinberg bis ins Glas eine Menge Chemie nötig war, wodurch unsere Freude am Genuss noch erhöht wird. Was für ein wunderbarer Start ins Neue Jahr! A votre santé!

Becht, S., Ernst, S., Bappert, R., & Feldmann, C.

Acht ausgewählte Experimente sollen Synthese, Eigenschaften, Funktion und Anwendungen von Nanomaterialien veranschaulichen und den Leser zum Do-it-yourself-Experiment in Schule und Hochschule animieren. Konkret handelt es sich hierbei um: (1) Lichtstreuung von Suspensionen, (2) Opale zum Selbermachen, (3) Quanteneffekte und rotes Gold, (4) Oberflächen und Oberflächenfunktionalisierung, (5) Pyrophores Eisen, (6) Superparamagnetismus und magnetische Flüssigkeiten, (7) TiO2 und die Farbstoffsolarzelle sowie (8) Leuchtstoffe und lumineszierende Biomarker. Bewusst sind alle Experimente auf eine einfache und schnelle Durchführbarkeit ausgerichtet, auch wenn dies im Einzelnen Einschränkungen hinsichtlich der Qualität der Materialeigenschaften mit sich bringt. Geweckt werden soll vor allem das Interesse an Nanowissenschaften und Nanotechnologie sowie die Neugier auf mehr.

Gros, L., & Bader, H.

Partner aus mehreren europäischen Ländern haben gemeinsam im COMENIUS-Projekt CITIES erstmalig in mehreren Sprachen (Deutsch, Englisch, Polnisch, Tschechisch und Spanisch, mit Einführungen in Estnisch, Porugiesisch und Türkisch) vorliegendes Fortbildungsmaterial für Chemielehrer entwickelt. Es berücksichtigt Spezifika einzelner Länder, nimmt aber eine gesamteuropäische Perspektive ein. Informationen zur Chemie in Europa aus der Sicht von Politik und Wirtschaft zeigen den Rahmen, in dem die “chemical community” arbeitet. Eine strukturierte Reihe von Lehr- und Lernmaterialien soll helfen, Interesse und Begeisterung von Schülern zu wecken und die Chemie hinter Produkten und Phänomenen des Alltags zu entdecken.

Wöhrle, D.

Dieser Beitrag über Fritz Haber (1868–1934) und seine erste Frau Clara Immerwahr (1870–1915) führt uns nicht nur das wechselhafte Leben dieser beiden Persönlichkeiten vor Augen, die ihr Leben voller Hoffnung begannen und in Tragik beendeten. Ihre Geschichte ist einbettet in die Zeit vom Aufbruch und dann Niedergang des Deutschen Reiches im Ersten Weltkrieg und lässt auch Wissenschaft und Industrie dieser Periode an einigen Beispielen vor uns erstehen.