10 wichtigste Ereignisse auf dem Gebiet der Chemie im Jahr 2020

Ein weiteres Jahr voller Aufregung liegt hinter uns, das auch die Welt der Chemie beeinflusst hat. Wir präsentieren eine Zusammenfassung der wichtigsten Entdeckungen und Ereignisse im Jahr 2020!

Veröffentlicht: 4-01-2021

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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