Katalyse ist der wichtigste Wertschöpfungsprozess in der chemischen Industrie und spielt in der Nahrungsmittelproduktion eine zentrale Rolle. Trotz der immensen wirtschaftlichen und geopolitischen Bedeutung dieses Vorganges ist uns die Natur in vielen Aspekten weit voraus.

Fritz E. Kühn leitet seit 2012 das Ernst-Otto-Fischer-Seminar in Burghausen zur Fortbildung von Chemielehrern.

Der synthetische Riechstoff Cashmeran ist eine angesagte Zutat für Parfüms. Bislang fehlte es an Alternativen mit vergleichbarem Duftprofil. Forscher vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung und vom Schweizer Unternehmen Givaudan haben nun Abhilfe geschaffen und neue Cashmeran-artige Duftstoffe hergestellt.

In Erdölformationen und Tonschiefern eingeschlossen, unter dem Tiefseeschlamm unter hohem Druck aggregiert, lagern immense Mengen des Treibhausgases Methan, auf die die energiehungrige Menschheit beutegierige Augen geworfen hat, sie unbarmherzig mit allen Mitteln herbeizufördern und zu verbrauchen.

Kartoffelkäfer fressen das Blattwerk von Nachtschattengewächsen wie Kartoffeln, Tomaten oder Tabak und können so einen völligen Ernteausfall herbeiführen. Gegen chemische Insektizide entwickelten sie Resistenzen, weshalb nach neuen Strategien gesucht wird, um sie zu bekämpfen.

DNA-Moleküle können nicht nur Information tragen, sondern auch geplante hochkomplexe Strukturen bilden. Damit diese auch unter den harschen Bedingungen des wirklichen Lebens stabil bleiben, hilft es, wenn man die Stränge mittels Klick-Chemie zu Ringen schließt.

Alle Elemente mit atomaren Massen oberhalb der von Eisen, so auch die radioaktiven Elemente Thorium und Uran, wurden durch eine Supernova-Sternexplosion gebildet. Ihre langlebigen Isotope sind nun in der Erdkruste weit verbreitet. Die Chemie von Uran und Thorium ist wenig bedeutend, aber dafür können mit diesen Elementen in Kernkraftwerken gewaltige Energiemengen freigesetzt werden. Überraschend ist, dass auch ein natürlicher Kernreaktor über hunderttausend Jahre selbständig Wärmeenergie lieferte. Dieses Phänomen, die Grundlagen der Kernspaltung, die verschiedenen Typen von Atommeilern, Sicherheitsaspekte sowie neuere Entwicklungen sind Themen dieses Aufsatzes.

Untersuchungen über die Vorgänge, die beim Verformen von Metallen und Legierungen ablaufen, waren im ersten Drittel des 20. Jahrhunderts zentrales Forschungsthema. Wichard von Moellendorff baute dazu im Kabelwerk Oberspree (KWO) der “Allgemeinen Elektricitätsgesellschat” (AEG) ein neues Industrie-Labor auf. So konnte er sich mit systematischen metallographischen und mechanischen Untersuchungen an der wissenschaftlichen Auseinandersetzung über die Verformungsvorgänge beteiligen.

Katalyse ist der wichtigste Wertschöpfungsprozess in der chemischen Industrie und spielt in der Nahrungsmittelproduktion eine zentrale Rolle. Trotz der immensen wirtschaftlichen und geopolitischen Bedeutung dieses Vorganges ist uns die Natur in vielen Aspekten weit voraus. Dies gilt insbesondere bei der Verwertung kleiner Moleküle, die auf der Erde in Hülle und Fülle vorhanden, aber sehr reaktionsträge sind. Prominente Beispiele sind Stickstoff oder Kohlendioxid. Im Aufsatz sollen neben einer kurzen Einführung in das Konzept “Katalyse” einige biologische Prozesse beleuchtet werden, die aufgrund ihrer Effektivität und Effizienz Gegenstand aktueller Forschung auf dem Gebiet der biomimetischen und bioinspirierten Katalyse sind. Besonderes Augenmerk wird auf aktuelle Arbeiten zur Erschließung alternativer Rohstoffquellen gelegt.

Dieser Aufsatz ist ebenso wie die beiden anderen der Katalyse gewidmeten Beiträge in diesem Heft aus dem Ernst-Otto-Fischer-Symposium 2014 hervorgegangen. Diese Veranstaltung zur Fortbildung von Chemielehrern wurde 2012 von der TU München in Zusammenarbeit mit der Industrie und dem Aventinus-Gymnasium in Burghausen ins Leben gerufen.

N-Heterocyclencarbene eignen sich aufgrund ihrer hohen Stabilität sowie einfacher elektronischer und sterischer Modifizierbarkeit als maßschneiderbare Steuerliganden für metallorganische Katalysatoren. In diesem Artikel sollen einige Trends dieser molekularen Systeme im Kontext aktueller Forschungsschwerpunkte aufgezeigt und auch bedeutende Anwendungen, die über das Gebiet der Katalyse hinausgehen, erwähnt werden.

Die Energiewende stellt das konventionelle Stromnetz in Deutschland vor neue Herausforderungen. Wie kann das sensible Gleichgewicht zwischen Einspeisung und Entnahme weiterhin funktionieren, wenn die Erzeugerseite immer stärkeren Schwankungen unterworfen ist? Wie lässt sich die zunehmend dezentral erzeugte Energie von allen Verbrauchern nutzen? Eine über 100 Jahre alte chemische Reaktion liefert Antworten auf diese Fragen und ist mehr denn je Gegenstand der Forschung: die Methanisierung von Kohlendioxid.

Eine humorvolle, aber trotzdem ernst gemeinte Anleitung – nicht nur für zukünftige Sammlungsleitende.