Roth, K.

Eine schmackhafte Küche ohne Kräuter ist undenkbar, denn erst durch sie bekommen viele Gerichte den richtigen Pfiff. Basilikum steht auf der Beliebtheitsskala ganz weit oben, und tatsächlich werden Nudeln erst mit Pesto alla Genovese zu einem lukullischen Genuss. Für den Connaisseur aber ist es viel mehr: ein biochemisches Meisterwerk, denn das Basilikum muss sich kräftig abmühen, um sein unverwechselbares Duftbukett aus sensorisch eher belanglosen Vorstufen herzustellen. Unsere Bewunderung für die vollbrachte Leistung steigert den Genuss und entschädigt reichlich für die Mühsal beim Erlernen der chemischen Grundlagen. Bon appetito!

Materny, A.

Femtochemie beschäftigt sich mit der Untersuchung und Beeinflussung der ultraschnellen elementaren Moleküldynamik, die jeder chemischen Reaktion zugrunde liegt. Prozesse, die schließlich zum Brechen chemischer Bindungen oder zur Änderung molekularer Strukturen führen, finden auf der Zeitskala vom Femto- bis Pikosekunden statt. Nur Laserpulse können mit einer zeitlichen Länge von wenigen Femtosekunden erzeugt werden, kurz genug also, um die schnellen Prozesse aufzulösen. Verschiedene Techniken wurden entwickelt, die durch eine Kombination zeitlich gegeneinander verzögerter Laserpulse Zugang zu der Dynamik selbst in komplexen Molekülen erlauben. Der Einblick in die grundlegenden Vorgänge zu Beginn einer chemischen Reaktion ermöglicht ein besseres Verständnis der Reaktionsmechanismen und deren Beeinflussung durch die Umgebung. Die Wechselwirkung mit den Molekülen noch bevor der endgültige Reaktionspfad beschritten wird, eröffnet aber auch spannende neue Möglichkeiten der Kontrolle von chemischen Prozessen. Eine gezielte Beeinflussung der Moleküldynamik mit Hilfe angepasster Pulsformen erscheint auch für komplizierte Abläufe und Systeme realistisch. Die hierfür eingesetzten evolutionären Optimierungsverfahren, welche das experimentelle Ergebnis als Rückkopplungssignal verwerten, erlauben auch ohne Kenntnis der genauen Systemparameter eine selektive Steuerung des Reaktionsablaufs.

Czeslik, C.

Proteine adsorbieren spontan an wässrig-festen Grenzflächen. Treibende Kräfte hierfür sind van der Waals-, Coulomb- und hydrophobe Wechselwirkungen, wobei letztere oft den dominierenden Beitrag liefern. Mit Hilfe verschiedener chemischer Grenzflächenbeschichtungen lässt sich die Proteinadsorption kontrollieren und optimieren. Vor allem Polyelektrolyte erweisen sich als vielversprechende molekulare Bausteine, mit denen funktionelle Grenzflächenbeschichtungen für die gezielte Proteinimmobilisierung aufgebaut werden können.

Schmidkonz, B., & Wittke, G.

Die Bildung von Tropfsteinen über das Carbonat-Hydrogencarbonat-Gleichgewicht, wie sie in Höhlen stattfindet, lässt sich im Labor nicht befriedigend nachvollziehen. Um im Experiment Tropfsteine mit hinreichender Geschwindigkeit wachsen zu lassen, kann jedoch der bei der Betonkorrosion beobachtete Vorgang herangezogen werden. Durch Variation der Edukte lassen sich sogar besonders schnelle Modellsysteme finden, um das faszinierende Phänomen eines wachsenden Tropfsteins wirklichkeitsnah zu demonstrieren.

Richardt, A., Blum, M., & Mitchell, S.

Die Dekontamination ist neben der Detektion und der Bereitstellung geeigneter Schutzausrüstung die dritte wichtige Säule in der ABC-Abwehr und im ABC-Schutz. Auf der Suche nach neuen und umweltschondenden Dekontaminationsmitteln spielen Enzyme eine wichtige Rolle. Als erstes wurde 1946 von organophosphatspaltenden Enzymen berichtet; in den nächsten Jahrzehnten wurden weitere Enzyme gegen Nervenkampfstoffe der G-Klasse entdeckt, darunter die DFPase. Nach der erfolgreichen Klonierung der Gensequenz der DFPase in den 90er Jahren wurde im Labor erstmals die generelle Eignung der Enzymtechnologie als ein sauberes und umweltschonendes Dekontaminationsmittel nachgewiesen. In den letzten Jahren zeigten technische Dekontaminationsexperimente mit der rekombinanten DFPase, dass die notwendigen Voraussetzungen für eine Umsetzung in ein technisches Dekontaminationskonzept geschaffen werden können und die Umsetzung eines Enzym-Dekontaminationskonzeptes für eine Klasse der chemischen Kampfstoffe möglich ist. Der Erfolg eines Gesamtkonzeptes für die enzymatische Dekontamination steht und fällt jedoch mit der Entdeckung weiterer Enzyme gegen die anderen Klassen der chemischen kampfstoffe wie Lost und VX.

Roth, K.

Fingermalfarben sind Vorzeigeprodukte der modernen Chemie. Die Hauptbestandteile sind Polysaccharide pflanzlichen und halbsynthetischen Ursprungs als Bindemittel, Mineralcarbonate und -oxide als Füllstoffe, Farbpigmente, Farbstoffe und Konservierungsstoffe. Seit 2002 ist die Zusammensetzung nach Europäischem Gesetz geregelt, vor allem, welche Pigmente, Farbstoffe und Konservierungsstoffe enthalten sein dürfen. Alle Bestandteile von Fingerfarben gelten als sicher, und die meisten dürfen auch in Kosmetikartikeln und Lebensmitteln verwendet werden. Insgesamt sind Fingermalfarben ein völlig sicheres Produkt in den Händen unserer Kinder.

Imkampe, K., & Oelke, M.

Es wird beschrieben, wie die Reaktionsprodukte der Kernbromierung und Seitenkettenbromierung unterschieden und identifiziert werden können. Die verschiedenen Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Bromierung der drei isomeren Xylole werden erklärt.

Wilke, H.

70. Großer elektrostatischer Motor

Voss, A.

Chlorierung von Ethen

Umbreit, H.

Wissenschaftspropädeutisches Vorgehen wird für den Unterricht des Sekundarbereichs II sowohl in der pädagogischen Literatur als auch von den Kultusministerien in den letzten Jahren verstärkt gefordert, ohne dass eine inhaltliche Einigkeit bezüglich der Definitin dieses Terminus besteht. Daher werden im Folgenden zunächst Ausführungen zu den Inhalten von Wissenschaftspropädeutik im deutsch- und englischsprachigen Raum vorgestellt und verglichen, die vor allem den Unterricht im Sekundarbereich II betreffen. Wissenschaftspropädeutik kann und sollte jedoch bereits in der Mittelstufe bei der Unterrichtsplanung berücksichtigt werden. Dies erfordert eine veränderte Schwerpunktsetzung. Daher werden einige wissenschaftspropädeutische Zielsetzungen für den Sekundarbereich I begründet ausgewählt. Sie sollen Lehrenden als allgemein gültige Orientierungshilfe für die Unterrichtsplanung dienen.