TOP 10 Entdeckungen und Ereignisse in der Chemie im Jahr 2021

Ein weiteres Jahr voller Herausforderungen liegt hinter uns. Politische, sozioökonomische und klimatische Veränderungen stimulieren die Entwicklung von Wissenschaft und Technik und bestimmen täglich neue Trends. Auch die Welt der Chemie hat sich in dieser Zeit verändert.

Veröffentlicht: 30-12-2021

TOP 10 2021

Um zumindest einen Eindruck von diesen Veränderungen zu vermitteln, haben wir eine Zusammenfassung von zehn interessanten Entdeckungen und Ereignissen des Jahres 2021 im Bereich der Chemie zusammengestellt.

drewno

Transparentes Holz (01.21)

Forscher der University of Maryland haben eine neue Technik entdeckt, mit der Holz transparent gemacht werden kann. Bisher hatte man versucht, Holz durch den Einsatz spezieller Chemikalien zur Entfernung von Lignin transparent zu machen. Der größte Nachteil war jedoch, dass das Holz auf diese Weise geschwächt wurde.

Bei der neuen Methode wird das Lignin verändert. Zu Beginn des Prozesses werden die Partikel entfernt, die für die Farbgebung des Holzes verantwortlich sind. Dann wird ein spezielles Mittel mit Wasserstoffperoxid auf die Oberfläche aufgetragen und diese wird UV-Licht (oder dem natürlichen Sonnenlicht) ausgesetzt. Nach diesen Behandlungen nimmt das Holz eine weiße Farbe an. Zur gründlicheren Reinigung wird das Holz anschließend in Ethanol getränkt. Zum Schluss werden die Poren mit farblosem Epoxid gefüllt, um das Material glatt und fast vollkommen transparent zu machen. Dies verleiht dem Holz Eigenschaften, die bis zu 90 % des Lichts durchlassen, und es ist gleichzeitig 50-mal stabiler als herkömmlich hergestelltes transparentes Material. Außerdem ist es leichter und vor allem stabiler als Glas und bietet eine bessere Isolierung.[1][2]

Diese Entdeckung könnte zu einer echten Revolution für die Bauindustrie werden und das Aussehen von Gebäuden in Zukunft völlig verändern. Darüber hinaus wird an technologisch fortschrittlichen, transparenten Holzmaterialien geforscht, die zudem berührungsempfindlich wären und eine Alternative für verschiedene Arten von Displays darstellen würden. Dank ihrer den Eigenschaften von Holz entsprechenden Langlebigkeit können solche Displays rauen Umgebungen standhalten, in denen Glas oft versagt.[3]

 

farba

Tinte für den Digitaldruck auf Porzellan (03.21)

Verfahren zur Herstellung keramischer Erzeugnisse zeichnen sich durch eine lange Tradition aus. Mit der technologischen Entwicklung ist jedoch auch hier die Zeit für Veränderungen gekommen. Die digitale Einfärbung von Keramikfliesen wird für diese Branche voraussichtlich einen Durchbruch darstellen und die klassische Methode des Glasierens ersetzen. Die Muster werden mit einem hochauflösenden Druckverfahren aufgebracht, mit dem nicht nur verschiedene Farben, sondern auch Texturen erzielt werden können, die u. a. Stoffe oder Holz imitieren.

Diese Lösung wurde von der italienischen Firma Metco entwickelt, die eine spezielle, nachhaltige ECO-INK-Farbe für Digitalkeramik geschaffen hat. Die angebotene Farbe wird auf Wasserbasis hergestellt und enthält daher keine organischen Lösungsmittel, was zur Verringerung der Toxizität und des ökologischen Fußabdrucks beiträgt. Außerdem kann die Farbe in die Oberfläche der Keramikfliesen eindringen, sodass kein Auftragen einer zusätzlichen Schutzschicht mehr erforderlich ist. Dies führt zu einem effizienteren und nachhaltigeren Prozess. Außerdem ist die Oberfläche der Fliesen mit ECO-INK-Farbe haltbarer.

Nach eigenen Aussagen der Hersteller ist diese Farbe eine echte Revolution für die chemische Industrie.[4]

 

magnet

Magnetische Polymere (03.21)

Die uns bekannten Magnete finden sich in der Regel in Form von starren und harten Metallen. Diese Eigenschaften führen zu vielen Einschränkungen bei der Anwendung von Magneten. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler das Projekt MAGNETO[5]ins Leben gerufen, das darin besteht, magnetische Materialien mit formbaren Eigenschaften zu entwickeln.

Um diesen Effekt zu erzielen, stellten die Forscher ein Pulver aus zerkleinerten magnetischen Materialien her, das mit verschiedenen Polymeren gemischt wurde. Um aus diesen Elementen Magneten herzustellen, wurde der moderne 3D-Druck verwendet. Dadurch war es möglich, ihnen viel komplexere Formen zu verleihen. Die ersten Prototypen zeigten das enorme Potenzial solcher Materialien und die Möglichkeit, sie in vielen Bereichen einzusetzen, von Diagnoseinstrumenten bis hin zu Touchscreens und vielem mehr.

Die vorgestellten Verbundwerkstoffe mit außergewöhnlichen magneto-mechanischen Eigenschaften werden die Einführung innovativer Lösungen in vielen Bereichen, z. B. in der Medizin, ermöglichen. Daher ist auch dies ein wichtiger Meilenstein für die Entwicklung von Wissenschaft und Technologie.[6]

 

lek

Neu entdeckte Wirkung eines natürlichen Heilmittels mit 1000-jähriger Geschichte (04.21)

An der Universität von Warwick wurde eine „antibiotische“ Gemüsepaste erforscht, deren Rezeptur bereits 1.000 Jahre alt ist. Sie wurde in dem altenglischen medizinischen Handbuch Medicanale Anglicum, aus dem 9. Jahrhundert entdeckt und wird dort als „Salbe zur Wiederherstellung der Sehkraft“ bezeichnet. Das Spezifikum, das Zwiebeln, Knoblauch (oder Lauch – die Wissenschaftler hatten Schwierigkeiten, den korrekten Namen zu übersetzen), Rindergalle und Wein enthält, verfügt über extrem starke antiseptische Eigenschaften. Es hat sich als wirksam gegen bestimmte Bakterienstämme erwiesen, die gegen moderne Medikamente resistent geworden sind.

Bereits durchgeführte Tests haben die Wirksamkeit des Mittels bei der Behandlung von Staphylococcus aureus bewiesen. In jüngster Zeit wurden die Studien auch auf andere Stämme ausgedehnt und ihre Ergebnisse in Form einer wissenschaftlichen Veröffentlichung vorgelegt.[7] Experimente haben gezeigt, dass dieses natürliche Arzneimittel eine wirksame Waffe gegen jene Bakterien sein kann, die man als Biofilme bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine der gefährlichsten Bakterienarten, unter denen sich Stämme befinden, die beispielsweise Sepsis, aber auch andere schwere Infektionen verursachen. Ebenso erhofft man sich von dieser Formel Behandlungsmöglichkeiten z. B. für Fußinfektionen bei Diabetikern, die bislang häufig mit einer Amputation enden.

Das Beispiel der beschriebenen Paste verdeutlicht die Begegnung zwischen Naturmedizin und moderner Pharmazie. Sie bietet neue Erkenntnisse und Hoffnungen auf die Heilung von Krankheiten, unter denen viele Menschen leiden.[8]

 

plastik

Vanillearoma auf Kunststoffbasis (06.21)

Die Frage, wie Gegenstände aus Kunststoffen entsorgt werden können, ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Die ganze Welt ringt um wirksame Methoden zur Verringerung der Schadstoffbelastung unserer Umwelt. Als eine der interessantesten Lösungen erwies sich die Idee von Wissenschaftlern der Universität Edinburgh, die Plastikflaschen in Vanillearoma umwandelten. Bei den Forschungsarbeiten wurden die Enzyme mutiert, die für die Zersetzung von Polyethylenterephthalat (das Polymer, aus dem die Flaschen hergestellt werden) verantwortlich sind. Bei der Zersetzungsreaktion entstand Terephthalsäure (TA), die anschließend in Vanillin umgewandelt wurde. Diese Verbindung trägt den Großteil des Geschmacks und Geruchs von Vanille in sich und wird häufig in der Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikindustrie verwendet.
Laut der Zeitung „The Guardian“, die Auszüge aus einem Interview mit der Leiterin des Forschungsprojekts, Joanna Sandler von der Universität Edinburgh, veröffentlichte, werden derzeit 85 % des Vanillins aus Chemikalien synthetisiert, die aus fossilen Brennstoffen stammen[9] Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Vanillin weiter an. Es handelt sich also um eine wichtige Entdeckung, nicht nur wegen des Anstiegs der Nachfrage, sondern vor allem wegen der ökologischen Vorteile dieser Lösung.[10]

 

drozdze

Hefe, die Plastik „frisst“ zur Rettung des Planeten (09.2021)

Die Verschmutzung der Umwelt durch Kunststoffe stellt eine der größten Umweltkatastrophen dar. Besonders gefährlich sind Mikropartikel aus Kunststoff, die einen Durchmesser von weniger als 5 Millimetern haben. Sie sind in Gewässern zu finden, sammeln sich aber auch in lebenden Organismen wie Fischen, Plankton und dem menschlichen Körper an.

Mit diesem Problem hat sich das Forschungsteam von Dr. Piotr Biniarz von der Naturwissenschaftlichen Universität Breslau befasst. Ihre Forschung besteht in der Suche nach Mikroorganismen, die dank ihrer Enzyme Kunststoffe auf natürliche Weise zersetzen. Da sich dieses Verfahren jedoch in der Regel als ineffizient erweist, ist geplant, ihre Enzyme in schnell wachsende Hefen (Yarrowia lipolytica) zu klonen. Diese Organismen werden in der Lage sein, Enzyme effizient zu produzieren, aber auch auf kommunalen Abwässern oder Abfällen zu wachsen, sodass Mikroverunreinigungen direkt aus diesen entfernt werden können.[11]

 

nobel

Nobelpreis 2021 (10.2021)

Der diesjährige Nobelpreis für Chemie wurde David MacMillan und Benjamin List „für die Entwicklung der asymmetrischen Organokatalyse“ verliehen. Die Organokatalyse ist ein einzigartiges Werkzeug zum Aufbau von Molekülen. Bis zu dieser Entdeckung ging man davon aus, dass es nur zwei Arten von Katalysatoren gebe, also Stoffe, die den Ablauf chemischer Reaktionen beschleunigen. Dabei handelt es sich um Enzyme und Metalle. Andererseits haben Wissenschaftler gezeigt, dass es auch eine asymmetrische organische Katalyse gibt, bei der kleine organische Moleküle verwendet werden.

Organische Katalysatoren zeichnen sich durch ein stabiles Gerüst aus Kohlenstoffatomen aus, an das sich chemische Gruppen mit höherer Aktivität anlagern können. Sie können Elemente wie Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff oder Phosphor enthalten. Sie sind viel kleiner als Enzyme, was ihre Herstellung erleichtert. Diese Eigenschaften machen die Katalysatoren umweltfreundlicher, aber auch billiger in der Herstellung.

Die asymmetrische organische Katalyse entwickelt sich bereits seit 2000, und David MacMillan und Benjamin List sind auf diesem Gebiet eindeutig führend. Ihre Entdeckung hat ein neues Licht auf die organische Katalyse geworfen und gezeigt, dass sie bei vielen chemischen Reaktionen eingesetzt werden kann. Sie ist hocheffizient und kann die Herstellung von fast allem unterstützen, von modernen Arzneimitteln bis hin zu den Molekülen, die in Photovoltaikzellen für das Herausfiltern von Licht verantwortlich sind. Diese Entdeckung hat die Welt der Wissenschaft und Technologie definitiv revolutioniert.[12][13]

 

material

Fühlendes Material (12.21)

Eine Forschergruppe von Wissenschaftlern aus Chicago und Missouri hat sich zum Ziel gesetzt, ein Material zu entwickeln, das empfindlich auf die Wahrnehmung von Umgebungsreizen reagiert und sich diesen anpassen kann.

Da es Eigenschaften besitzt, die in natürlich vorkommenden Materialien nicht vorhanden sind, gehört es zur Gruppe der sogenannten Metamaterialien. Es besteht aus piezoelektrischen Elementen, die durch elektrische Schaltungen gesteuert werden. Es verfügt über einen speziellen Schaltkreis, der Informationen verarbeitet. Zudem kann es sich dank der elektrischen Energie bewegen und seine Form verändern. Diese Elemente ermöglichen es ihm, äußere Reize wahrzunehmen und sich an sie anzupassen. Nach eigenen Aussagen der Erfinder ist dieses Material in der Lage, Entscheidungen ohne menschliches Zutun zu treffen.

Ein solches Metamaterial könnte sich in der Luft- und Raumfahrt, in der Medizin und in vielen anderen Bereichen bewähren.[14][14]

 

ryba

Bio-Kunststoff aus Lachssperma (12.21)

Kunststoffe sollten die Revolution unter den verfügbaren Materialien sein. Trotz ihrer vielen Vorteile sind sie jedoch auch zu einem der Hauptprobleme geworden, die unseren Planeten bedrohen. Daher wird die Forschung nach umweltfreundlicheren Alternativen fortgesetzt.

Chinesische Wissenschaftler haben ein einzigartiges plastikähnliches Material entwickelt, dessen Hauptbestandteil Lachssperma ist. Dazu wurden zwei Stränge der Lachs-DNA mit einer aus Pflanzenöl gewonnenen Chemikalie kombiniert. Das Ergebnis ist eine schwammige, gelartige Substanz – ein Hydrogel. Dem entstandenen Hydrogel wird durch Gefriertrocknung die Feuchtigkeit entzogen, sodass es in verschiedene Formen gebracht werden kann.

Bei der Herstellung dieses Biokunststoffs könnten bis zu 97 % weniger CO2 emittiert werden als bei der Produktion von herkömmlichem Polystyrol. Außerdem wird es mithilfe von DNA-verdauenden Enzymen recycelbar sein. Schließlich kann es auch in Wasser getaucht werden, sodass es wieder zu einem Hydrogel wird.

Biokunststoffe dieser Art sind eine Chance für die Zukunft der Kunststoffindustrie und für die Verringerung der Umweltverschmutzung auf unserem Planeten.[16]

 

smar

Schmiermittel auf Graphenbasis (12.21)

Italienische Forscher haben ein neuartiges Schmiermittel auf Graphenbasis für den Einsatz in Autos und Motorrädern entwickelt. Der Zusatz von Graphen erhöht in erster Linie die Stabilität des Öls und verringert zudem die Reibung zwischen den Motorenteilen. Diese vorteilhaften Eigenschaften sorgen dafür, dass sich die Teile weniger stark erwärmen und auch weniger verschleißen. Graphen kann eine Alternative zu herkömmlich verwendetem Erdöl darstellen. Dadurch wird das Öl weniger umweltschädlich und kann leichter entsorgt oder recycelt werden. Der Schmierstoff wurde bereits ersten Tests unterzogen, bei denen er sehr vielversprechend abschnitt. Daher werden derzeit weitere Forschungsarbeiten durchgeführt, die voraussichtlich dazu führen werden, dass die Graphen-Innovation in kommerziellen Anwendungen eingesetzt wird.[17]

[1] https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach

[2] https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342

[3] https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in-construction-and-beyond/pl

[4] https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl

[5] http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/

[6] https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl

[7] https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9

[8] https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie

[9] https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring

[10] https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html

[11] https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119

[12] https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039

[13] https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>

[14] https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/

[15] https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z

[16] https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia

[17] https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-performance/pl

2020 TOP 10 – Was hat uns im Jahr 2020 überrascht?

Hinter uns liegt ein schwieriges Jahr, das wir vor allem mit der COVID-19-Pandemie in Verbindung bringen werden. Glücklicherweise hat die Wissenschaft diese Zeit überstanden und viele einzigartige Entdeckungen gemacht.
Lassen Sie uns einige der wichtigsten Ereignisse für die Welt der Chemie zusammenfassen, die einen Einfluss auf unsere Zukunft und die weitere Entwicklung der Wissenschaft haben werden.

teleskop

EIN TELESKOP, DAS UNS NÄHER AN DIE SONNE GEBRACHT HAT (01.2020)

Auf Hawaii wurde ein Teleskop entwickelt, mit dem man außergewöhnlich genaue Bilder von der Sonne machen konnte. Es wurde von der amerikanischen Regierungsbehörde National Science Foundation (NSF) gebaut. Dieses bisher größte Teleskop ist mit einem 4 Meter langen Sonnenspiegel ausgestattet. Damit aufgenommene Fotos leiteten eine neue Ära der Wissenschaft von der Sonne ein. Das Teleskop wird helfen, Sonnenstürme besser vorherzusagen und genauer zu verstehen, welche Faktoren das kosmische Wetter beeinflussen. [1]

 

covid

EIN JAHR IM ZEICHEN DER COVID-19-PANDEMIE (03.2020)

Obwohl die ersten Fälle von COVID-19 bereits im November 2019 gemeldet wurden, erkannte die Weltgesundheitsorganisation (WHO) sie genau am 11. März 2020 als Pandemie an. Die Coronavirus-Erkrankung SARS-CoV-2 hat die Welt aus den Fugen gebracht. Neue Empfehlungen und Anordnungen haben unser alltägliches Leben verändert. Chemikalien in Form von Desinfektionsmitteln spielten eine wichtige Rolle und sind zu einer wichtigen Waffe im Kampf gegen Neuerkrankungen geworden. Auch in der medizinischen und pharmazeutischen Branche spielte die chemische Industrie eine wichtige Rolle, um Ärzte bei der Behandlung der Krankheit zu unterstützen.

 

bakterie

BAKTERIEN, DIE PLASTIK FRESSEN (04.2020)

Am 8. April 2020 veröffentlichte die Zeitschrift Nature einen Artikel, der die Existenz einer Bakterienart mit Enzymen belegt, die Kunststoffe in einfache Elemente zersetzen können. Der Stamm 201-F6 b der Bakterien Ideonella sakaiensis ermöglicht im Verdauungsprozess die Rückgewinnung von Material, das zur erneuten Synthese und Herstellung von Kunststoffen mit der gleichen Qualität, wie sie in petrochemischen Prozessen erreicht wird, geeignet ist. Diese Methode wird in der Industrie allmählich eingeführt und in einigen Jahren werden wir auf diese Weise hergestellte recycelte Flaschen kaufen können.[2]

 

ciecie

SCHNEIDETECHNIK ZWEIDIMENSIONALER MATERIALIEN (14.07.2020)

Wissenschaftler haben eine sehr präzise Technologie entwickelt, die es ermöglicht, kleine Öffnungen in Partikeln von der Größe eines Atoms zu bohren. Sie soll die Produktion von photonischen und elektronischen Nano-Bauteilen unterstützen. In den Forschungsergebnissen wurde die thermomechanische Technik beschrieben, die das Schneiden von zweidimensionalen Materialien mit Hilfe einer beheizten Scanning-Nano-Nadel ermöglicht. Mit dieser Methode konnten beliebig geformte Einschnitte mit einer Auflösung von 20 nm in einschichtigen zweidimensionalen Materialien ausgeführt werden.[3]

 

metal

BAKTERIEN, DIE SICH VON METALL ERNÄHREN (15.07.2020)

Seit über 100 Jahren vermuteten Wissenschaftler die Existenz von Bakterien, die sich von Metall ernähren. Aber bis jetzt konnten sie es nicht nachweisen. Diese Entdeckung wurde jedoch von Mikrobiologen am Caltech (California Institute of Technology) gemacht. Dr. Jared Leadbetter führte Forschungen mit Mangan durch. Danach stellte er das Glasgefäß, das er benutzte, zum Einweichen in die Spüle. Durch einen Zufall und weil Dr. Leadbetter den Campus verlassen musste, stand das Glas mehrere Monate lang in Wasser. Nach seiner Rückkehr fand er das Gefäß mit einem schwarzen Belag vor, der sich als von den im Leitungswasser lebenden Bakterien oxidierter Mangan herausstellte. Längere Studien haben gezeigt, dass diese Bakterien Mangan in der Chemosynthese nutzen können. Dies ist der erste bewiesene Fall, in dem ein Bakterium Mangan als Energiequelle nutzt. Dies ist ein revolutionärer Schritt für die Wissenschaft, der viele wichtige Erkenntnisse über natürliche Kreisläufe gebracht hat, denen die Elemente unterworfen sind.[4]

 

ryby

FAST UNSICHTBARERE FISCHE (17.07.2020)

Die außergewöhnlichen Fische, von denen hier die Rede ist, sind wahre Meister der Tarnung. Ihre schwarze Außenoberfläche absorbiert 99,95% der Photonen. Diese Fische „saugen“ buchstäblich das ganze Licht auf, sodass selbst bei einem starken Lichtstrahl nur die feinsten Züge ihrer Silhouette vor dem Hintergrund der dunklen Meerestiefe wahrgenommen werden können. Karen Osborn (eine Zoologin vom Smithsonian’s Museum of Natural History) und ihr Team entdeckten ganze 16 Fischarten, die aussehen, als wären sie mit dem dunkelsten uns bekannten Material – Vantablack (es absorbiert 99,96% des Lichts) – überzogen. [5]

 

nobel

NOBELPREIS IN CHEMIE (10.2020)

Emmanuelle Charpentier und Jennifer A. Doudna wurden für die Entwicklung der Genom-Editierungsmethode ausgezeichnet. Gemeinsam haben sie eine präzise „Genschere“ entdeckt, die die Entwicklung neuer Krebstherapien ermöglichen wird. Diese Methode wurde bereits im Jahr 2012 entdeckt und war eine Revolution in der wissenschaftlichen Welt. [6]

 

zeptosekundy

REKORD IN KURZZEITMESSUNG – ZEPTOSEKUNDEN (19.10.20)

Wissenschaftlern gelang es, die kürzeste Zeiteinheit zu messen, die „Zeptosekunde“ genannt wurde. Die Messung erfolgte bei der Beobachtung eines durch ein Wasserstoffmolekül hindurchgehenden Lichtteilchens und dauerte 247 zs (Zeptosekunden). Es wurde angenommen, dass eine Zeptosekunde 10-21 Sekunden entspricht.
Die Messungen führte ein Team von Physikern unter der Leitung von Prof. Reinhard Dörner von der deutschen Goethe-Universität in Frankfurt am Main durch.[7]

 

polski

POLNISCHER NOBELPREIS (04.11.2020)

In diesem Jahr wurden auch Preise der Stiftung für polnische Wissenschaft (sog. polnische Nobelpreise) verliehen. Auf dem Gebiet der chemischen Wissenschaften wurde Prof. Ewa Górecka von der Universität Warschau mit dem Preis „für die Gewinnung von Flüssigkristallmaterialien mit einer chiralen Struktur aus nicht chiralen Molekülen“ ausgezeichnet. [8]

 

laser

IN WENIGEN MINUTEN HERGESTELLTE DIAMANTEN (20.11.2020)

An der Australian National University (ANU) wurde im Labor ein Diamant nur unter Hochdruckbedingungen hergestellt, ohne dabei die Umgebungstemperatur zu erhöhen. Während der Forschung wurden zwei Arten von Diamanten erzeugt. Einer von ihnen ist ein typischer Stein, der nach dem Schleifen in einen Ring eingesetzt werden könnte. Der andere ist ein „Lonsdaleit“, das in der Natur bei Meteoriteneinschlägen auf die Erde entsteht. Die Möglichkeit, einen Diamanten in sehr kurzer Zeit und bei Raumtemperatur herzustellen, eröffnet auch der Industrie viele Möglichkeiten. [9]

[1] https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html

[2] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4

[3] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232

[4] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf

[5] https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-practically-invisible

[6] https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/

[7] https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/

[8] https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/

[9] https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temperature-scli-intl-scn/index.html

 

Welche wissenschaftlichen Entdeckungen hat das Jahr 2019 gebracht?

Hinter uns liegt eine besondere Zeit, denn im vergangenen Jahr wurde der 150. Jahrestag der Entdeckung des Periodensystems der Elemente durch Dmitrij Mendelejew begangen. Um diesen Meilenstein in der Chemie zu würdigen, haben die Generalversammlung der Vereinten Nationen (UNO) und die UNESCO das Jahr 2019 zum „Internationalen Jahr des Periodensystems der chemischen Elemente (IYPT2019)“ erklärt. Schauen Sie sich im Zusammenhang mit diesem Anlass unsere Fanpage, auf Facebook an, wo wir einen einzigartigen Wettbewerb über die Kenntnis der Elemente und des Periodensystems organisiert haben. Abgesehen von diesem besonderen Jahrestag brachte dieses Jahr viele neue Entdeckungen. Die 10 interessantesten haben wir ausgewählt, darunter sind zum Beispiel spektakuläre Forschungsergebnisse über den neuen Zustand der Materie, die Methode der Nutzung des Sonnenlichts zur Herstellung von Brennstoffen oder die Erzeugung von Cyklokarbon. Nachstehend finden Sie einen Kalender mit den 10 interessantesten Entdeckungen und chemischen Ereignissen im Jahr 2019.

fcc

DER NEUE HADRON-TEILCHENBESCHLEUNIGER Future Circular Collider (FCC) wird gebaut

Der FCC soll viermal größer und um ein Vielfaches leistungsstärker sein als der Large Hadron Collider (LHC). Die Beschleuniger ermöglichen die Untersuchung der Elemente, die durch die Kollision von Strömen beschleunigter Elementarteilchen entstehen. Beschleuniger größerer Dimensionen und höherer Leistung können die Entdeckung noch unbekannter Formen von Materie und eine gründlichere Untersuchung bereits bekannter Formen ermöglichen.[1]

 

cyklokarbon

CYKLOKARBON IST EINE NEUE ART VON KOHLENSTOFF

Wissenschaftler der Universität Oxford und IBM Research in Zürich stellten in einer Veröffentlichung in der Zeitschrift „Science“ vor, wie man einen Ring aus 18 Kohlenstoffatomen herstellen kann. Diese Verbindung wurde durch eine innovative Methode der Manipulation einzelner Atome geschaffen. Einer der Entdecker von Cyclokarbon war der Pole Dr. Przemysław Gaweł von der Universität Oxford.[2]

 

elektrony

LANGSAME ELEKTRONEN ZERSTÖREN KREBSZELLEN

Wissenschaftler der Technischen Universität Wien entdeckten, dass der bislang beobachtete Effekt der Zerstörung von Krebszellen durch langsame Elektronen möglich ist. Durch die Nutzung der interatomaren des Coulomb-Zerfalls kann das Ion zusätzliche Energie auf die benachbarten Atome übertragen. Dadurch wird eine große Anzahl von Elektronen freigesetzt, die genug Energie haben, um die DNA von Krebszellen zu schädigen.[3]

 

materia

NEUER AGGREGATZUSTAND

Ein Team von Wissenschaftlern der Universität Edinburgh führte Computersimulationen durch, um den so genannten „kettengeschmolzenen Zustand” (chain melted state) weiter zu untersuchen. Die Untersuchungen wurden an 20.000 Kaliumatomen durchgeführt, die einem Druck von 20.000 bis 40.000 Atmosphären und einer Temperatur von 126 bis 526 Grad Celsius ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die resultierenden Strukturen einen neuen Zustand darstellen, in dem sich zwei miteinander verbundene Gitterstrukturen bilden. Es wurde beobachtet, dass sich die Ketten in eine Flüssigkeit auflösen, während gleichzeitig die restlichen Kaliumkristalle in fester Form vorliegen.[4]

 

promienowanie

NEUE TERAHERTZ-STRAHLUNGSQUELLEN

Wissenschaftler der CENTERA-Forschungsagenda haben zusammen mit Forscherteams aus Frankreich, Deutschland und Russland eine Entdeckung gemacht, die zum Bau neuer Quellen vergessener Terahertz-Strahlung führen könnte. Sie wäre mit einem Magnetfeld abstimmbar. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind in Nature Photonics beschrieben.[5]

 

NOBELPREIS FÜR CHEMIE

John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham und Akira Yoshino wurden für die Entwicklung von leichten und leistungsstarken Lithium-Ionen-Batterien ausgezeichnet. Diese Erfindung ist allgemein als Lithium-Ionen-Batterien bekannt. Ihre Entwicklung hat die Welt revolutioniert und, wie die Mitglieder des Nobelkomitees feststellten, „die Grundfesten für eine drahtlose, von fossilen Brennstoffen freie Gesellschaft gelegt“.[6]

 

POLNISCHE NOBELPREIS

Der Gewinner des Preises der Stiftung für die polnische Wissenschaft (des so genannten polnischen Nobelpreises) ist Professor Marcin Drąg von der Fakultät für Chemie der Technischen Universität Wrocław. Der Professor wurde „für die Entwicklung einer neuen technologischen Plattform zur Gewinnung biologisch aktiver Verbindungen, insbesondere von proteolytischen Enzyminhibitoren“ gewürdigt.[7]

 

prehistoria

DNA in prähistorischem „Kaugummi“

Wissenschaftler der Universität Kopenhagen berichten in „Nature Communications“über den Fund eines Fragments der DNA einer prähistorischen Bewohnerin Skandinaviens in einem von ihr gekauten Stück Birkenteer. Auf der Grundlage dieser Entdeckung wurde das komplette weibliche Genom rekonstruiert. Das Fundstück wird auf 5700 Jahre zurückdatiert.[8]

 

slonce

SONNENLICHT FÜR DIE BRENNSTOFFPRODUKTION

Wissenschaftler der Nanyang Technological University of Singapore (NTU Singapur) haben eine Methode entdeckt, die Kunststoffabfälle mit Hilfe von Sonnenlicht in chemische Stoffe umwandeln kann. Ein Team von Wissenschaftlern erforschte eine Mischung aus Kunststoffen mit ihrem Katalysator in einem Lösungsmittel, das die Nutzung von Lichtenergie ermöglicht. Als Folge davon wurden gelöste Kunststoffe in Ameisensäure umgewandelt. Diese Säure wird in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung verwendet. Diese Entdeckung zielt auf die Entwicklung nachhaltiger Methoden zur Nutzung des Sonnenlichts zur Herstellung von Kraftstoffen und anderen chemischen Produkten ab.[9]

 

laser

LASER-LICHTSCHWERT IN GREIFBARER NÄHE

Aleksandra Fliszkiewicz, eine Studentin der Technischen Universität Warschau, entwickelte im Rahmen ihrer Ingenieursarbeit ein Lichtschwert, inspiriert vom 8. Teil von „Star Wars“. Es wurde mit Hilfe eines grünen Lasers und einer von polnischen Wissenschaftlern entwickelten Linse, dem sogenannten „Lichtschwert“, die das Licht in einem Abschnitt bündelt, geschaffen. Die Linse, deren Geometrie 1990 an der Technischen Universität Warschau entwickelt wurde, soll nun auch in der Augenheilkunde neue Lösungen bringen, wie z.B. die Schaffung von intraokularen Implantaten für Menschen nach einer Kataraktoperation, über die klinische Tests laufen.[10]

[1] https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facebook&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR3th4hAdlz5ww5JJdTnn5b3MJv5PxVP8inCpYaNlRBjA3FaCq-1Y5SPzcs

[2] https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299

[3] https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm

[4] https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physics/

[5] https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/

[6] https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/

[7] https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/

[8] https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/

[9] https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm

[10] http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html


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