Mitteilungsblatt 4/2021 - Das Rathgen-Forschungslabor Jahrgangsbeste stellen sich vor Virtuelle Doktorandenseminare - Gesellschaft Deutscher Chemiker
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Gesellschaft
Deutscher Chemiker
Fachgruppe
Analytische Chemie
Das Rathgen-Forschungslabor Mitteilungsblatt
4/2021
Jahrgangsbeste stellen sich vor
Virtuelle Doktorandenseminare
5
ISSN 0939-0065
Arbeitskreis Deutscher Arbeitskreis
Analytik mit Radionukliden & für Analytische Spektroskopie
Fachgruppe
Hochleistungsstrahlenquellen (DAAS)
(ARH) Analytische Chemie
Vorsitz 2021-2024 Vorsitz 2019-2022
Prof. Dr. Ulrich W. Scherer Dr. Martin Wende
Mannheim Ludwigshafen
u.scherer@hs-mannheim.de martin.wende@basf.com
Arbeitskreis Arbeitskreis
Archäometrie Elektrochemische
Analysenmethoden (ELACh)
Vorsitz 2019-2022 Vorsitz 2020-2023
Dr. Stefan Röhrs Prof. Dr. Frank-Michael Matysik
Berlin Regensburg
s.roehrs@smb.spk-berlin.de frank-michael.matysik@chemie.uni-r.de
Arbeitskreis Vorstand 2020-2023 Arbeitskreis
Chemische Kristallographie Vorsitz Prozessanalytik (PAT)
Prof. Dr. Carolin Huhn
Vorsitz 2021-2024 Tübingen Vorsitz 2021-2024
Prof. Dr. Iris Oppel carolin.huhn@uni-tuebingen.de Maik Müller
Aachen Oberursel
iris.oppel@ac.rwth-aachen.de ak-prozessanalytik@gdch.de
Stellvertretender Vorsitz
Dr. Michael Arlt
Darmstadt
Arbeitskreis Arbeitskreis
Chemometrik & Dr. Martin Wende Separation Science
Qualitätssicherung Ludwigshafen
Vorsitz 2020-2023 Vorsitz 2020-2023
Dr. Claudia Beleites Dr. Martin Vogel
Beisitz
Wölfersheim Münster
Dr. Jens Fangmeyer
claudia.beleites@chemometrix.gmbh Leverkusen martin.vogel@uni-muenster.de
Prof. Dr. Uwe Karst
Arbeitskreis Münster
Chemo- & Biosensoren Dr. Björn Meermann
Vorsitz 2021-2024 Berlin
Prof. Dr. Antje Baeumner
Prof. Dr. Tom van de Goor
Regensburg
Waldbronn/Marburg
antje.baeumner@ur.de Industrieforum Analytik
Dr. Maria Viehoff
Prof. Dr. Fred Lisdat Sprecher
Darmstadt
Wildau Dr. Joachim Richert
Dr. Mark-Steven Steiner Ludwigshafen
Bernried joachim.richert@basf.com
Mitglieder
Inhalt 4/2021
Editorial 4
Aus den Arbeitskreisen
Neues vom DAAS 5
AK Chemometrik & Qualitätssicherung 7
Analytik in Deutschland
Materielles Kulturgut erhalten & verstehen 7
Chemie Aktuell 10
Medien
ABC in Kürze 15
Neue GDCh-App 16
Jahrgangsbeste 2020/2021 17
Tagungen und Fortbildungen
15. Interdisziplinäres Doktorandenseminar 20
Ankündigungen 21
Preise & Stipendien
Marie-Heim-Vögtlin-Preis 21
Der Große Preis des Mittelstandes 22
Werner-Baltes-Preis 22
Ausschreibungen 22
Personalia
Geburtstage 23
Karsten Danielmeier wird GDCh-Präsident 23
Impressum 16
3
MITTEILUNGEN 4/21 Editorial Liebe Mitglieder der Fachgruppe Analytische Chemie, nach drei Corona-Semestern sind sie Messe und der analytica conference nicht mehr ungewöhnlich: medizini- wieder in Präsenz geplant. sche Masken im Hörsaalgebäude, Für internationale Veranstaltungen dünn besetzte Hörsäle bei der Analy- richtet sich unser Blick in die Nieder- tikmodulabschlussklausur der Bache- lande: Lutgarde Buydens und ihr lorstudierenden, davor Einlasskon- Team werden in der Tradition der trollen auf Studierendenausweis und Euroanalysis-Tagungsreihe die Euro- 3G-Status. Dann aber eine positive FAST-Tagung 2022 in Nijmegen vom Überraschung bei der Registrierung: 19. bis 22. April durchführen. Bei die- Von 101 Studierenden sind bereits ser thematisch breit angelegten Ver- 100 vollständig geimpft oder gene- anstaltung setzt das Organisations- sen! Wenige Tage später in der Ein- team auch stark auf Teilnehmende führungsveranstaltung des Analytik- Uwe Karst aus dem benachbarten Deutschland; mastermoduls besitzen sogar alle es besteht die Hoffnung, dass Anreise 31 Studierenden 2G-Status. Auch dies so bleibt, kann man nur an alle und Aufenthalt in den Niederlanden wenn wir trotzdem weiterhin mit verbleibenden Lehrenden und Ler- dann wieder problemlos möglich sein medizinischer Maske die Veranstal- nenden appellieren, sich ebenfalls so werden. tungen durchführen müssen, können rasch wie möglich impfen zu lassen. Dasselbe gilt auch für die Interna- nun endlich alle Vorlesungen, Semi- Aber klar: Auch wenn eine Imp- tional Mass Spectrometry Conference nare und Praktika wieder in Präsenz fung die Gefahr schwerer Verläufe im (IMSC), die im ebenfalls grenznahen stattfinden. Ein großes Lob an die Infektionsfall drastisch reduziert, Maastricht vom 27. August bis 2. Sep- Studierenden, die damit deutlich zei- werden wir im Wintersemester kei- tember stattfinden wird. Sie stellt im gen, dass sie einerseits naturwissen- nesfalls auf Vorsichtsmaßnahmen kommenden Jahr mit mehr als schaftlichen Fakten folgen und ande- verzichten können. So haben wir bei- 1500 erwarteten Teilnehmern die rerseits alles in ihrer Macht Stehende spielsweise im Masterpraktikum die größte internationale Veranstaltung tun, um endlich wieder „normal“ Größe der Projektgruppen reduziert der Massenspektrometrie außerhalb studieren zu können! und die Kontakte der Studierenden der USA dar und verdient mit ihrem Dieser Silberstreif am Horizont be- untereinander und mit Assistentin- spannenden wissenschaftlichen Pro- deutet natürlich noch keine Entwar- nen und Assistenten auf kleinere gramm und dem attraktiven Tagungs- nung – vor allem in Anbetracht der Netzwerke umgestellt, ohne dass die ort ebenfalls Ihre Aufmerksamkeit. nun wieder dramatisch gestiegenen Inhalte darunter leiden. Wir hoffen, Ich wünsche Ihnen und euch in Infektionszahlen und einer vierten auf diese Weise die Qualität der Lehre Hochschulen, Industrie und Behörden Welle. Lehrende und Universitätslei- bei reduzierter Infektionswahr- einen fachlich und persönlich schönen tung hatten und haben eine Menge scheinlichkeit wieder auf den Stand und erfolgreichen Winter und freue damit zu tun, den Impfstatus zu vor der Coronakrise anheben zu kön- mich auf ein Wiedersehen im kom- überprüfen, Abstände in den Veran- nen. menden Jahr – hoffentlich in Präsenz. staltungen zu optimieren und Grup- Schon vor Beginn der vierten Welle pengrößen anzupassen. Die Bitte des war klar, dass die Anakon 2022 trotz Rektorats in der lokalen Tageszei- größten Engagements der Tagungslei- tung, man möge ein eventuelles Cha- tung leider nicht stattfinden kann, da os in der ersten Semesterwoche bitte einige Universitäten ihre Räumlich- mit Humor nehmen, spricht für sich. keiten noch nicht wieder für Veran- Aber obwohl es sicherlich viele Pan- staltungen mit externen Personen öff- nen und Probleme bei Organisation nen. Hoffen wir, dass im kommenden Uwe Karst und Kommunikation zu Beginn des Jahr trotzdem wieder Veranstaltungen Mitglied des Vorstands der Wintersemesters gab, lässt sich fest- unseres Fachgebiets in Präsenz statt- Fachgruppe Analytische Chemie stellen, dass die wesentlichen Fragen finden können. rasch und kompetent gelöst wurden Denn dann geht es hoffentlich vom und der Fokus nun endlich wieder 21. bis 24. Juni nach München zur auf den Lehrinhalten liegt. Damit analytica, erstmals seit vier Jahren mit 4
Aus den Arbeitskreisen
Neues vom DAAS
Deutscher Arbeitskreis für Analytische Spektroskopie
Übergabe des DAAS-Preises an Gerrit Renner (Mitte) von der Übergabe der ABC Lecture Awards an Carla Kirschbaum
Universität Duisburg-Essen durch Wolfgang Buscher (links (unten rechts), Marcel Macke (unten links) und Marcus von
oben). Glückwünsche überbrachten Ulrich Engel (für die der Au (oben rechts) durch Carsten Engelhard
Stifterfirma Merck; links Mitte) und Carsten Engelhard (links
unten). (Foto: Universität Siegen)
Vorstand Torsten C. Schmidt (Universität Duis- Die drei besten Vorträge wurden per
W Im DAAS-Vorstand gab es in der burg-Essen) und Jürgen Schram Umfrage gewählt und für ihre hohe
Amtsperiode 2019 – 2022 einen Perso- (Hochschule Niederrhein) zur erfolg- wissenschaftliche Qualität und die her-
nalwechsel. Cornel Venzago (Evonik) reichen Nachwuchsförderung. vorragende Vortragsweise mit ABC
engagiert sich seit Anfang 2021 als Lecture Awards ausgezeichnet, inklusi-
Industrievertreter im DAAS-Vorstand 6. Doktorandenseminar ve Sachpreisen gestiftet von Analytical
und ist Nachfolger von Heike Gleisner W Der DAAS zeigte im September 2021 and Bioanalytical Chemistry. Die Vor-
(Analytik Jena). mit der Ausrichtung des 6. Doktoran- tragspreise gingen an:
denseminars, dass auch eine Online- • Carla Kirschbaum von der FU Ber-
Mitglieder Veranstaltung durchaus interaktiv und lin für ihren Beitrag „Gas-Phase In-
W Der DAAS hat derzeit circa persönlich sein kann. Das Seminar mit frared Spectroscopy in Superfluid
500 Mitglieder. Alle Hochschullehre- circa 50 Teilnehmenden organisierte Helium Droplets Localizes Sites of
rinnen und Hochschullehrer seien an der AK Analytische Chemie der Uni- Unsaturation in Lipids“ (1. Platz)
dieser Stelle ermutigt, Studierende versität Siegen. Das Besondere: Das • Marcel Macke von der WWU
und Promovierende auf die Angebote Vortragsprogramm fand in Zoom statt, Münster für seinen Vortrag „Inves-
und Preise des DAAS aufmerksam zu aber die GatherTown-Plattform bot die tigating the Wash-Out Effect of In-
machen. passende Atmosphäre für den wissen- travenous Iron During Perioper-
schaftlichen und privaten Austausch ative Cell Salvage Using Comple-
DAAS-Preis 2020 in den virtuellen Kaffeepausen. mentary Approaches of Speciation
W Der DAAS-Preis 2020 wurde auch Ulrike Brandt-Bohne eröffnete das Analysis” (2. Platz)
dieses Jahr von der Firma Merck ge- Seminar mit einem Vortrag über Wis- • Marcus von der Au, der an der BAM
stiftet. Er wurde im Rahmen des senschaftskommunikation, deren Re- in Berlin an „ID-MDG-ICP-ToF-MS
6. Doktorandenseminars an Gerrit levanz besonders in den vergangenen für die Größenquantifizierung von
Renner verliehen, für seine herausra- Monaten in das Blickfeld der Bevölke- Nanopartikeln“ forscht (3. Platz)
gende Dissertation „Development of rung und der Wissenschaft gerückt ist. Beiträge von Berufseinsteigern in In-
New Spectroscopic and Multivariate Im Vordergrund des Programms dustrie, Behörden und Forschungs-
Chemometric Methods for the Char- standen die wissenschaftlichen Vor- einrichtungen sowie von Industrie-
acterization of Microplastics in the träge von 16 Doktoranden, die ihre vertretern ergänzten das Programm:
Marine Environment“. Die Auszeich- Forschung vorstellten. Die Themen Sie berichteten in spannenden und
nung ist mit einem Preisgeld in Höhe reichten von Element- und Isotopen- teilweise persönlichen Vorträgen von
von 1500 Euro verbunden. Der DAAS analytik über Nanopartikel- und ihren Werdegängen und Erfahrungen
dankt der Firma Merck für die Aus- Mikroplastikanalytik bis hin zu Bio- nach der Promotion.
stattung des Preises und gratuliert und Umweltanalytik sowie Atom- Einen Workshop zu Bewerbung und
den Mentoren des Preisträgers, und Molekülspektrometrie. Berufseinstieg bot Doris Brenner, die
5
MITTEILUNGEN 4/21 Teilnehmende des 6. Doktorandenseminars des DAAS als freie Beraterin regelmäßig Karrie- und den umliegenden „Campus“ be- mit drei Sessions beteiligt sein: reberatungsveranstaltungen für die wegen, ganz ähnlich wie bei einem Bunsen-Kirchhoff Award Session, GDCh durchführt. Ziel ihres interakti- Videospiel. In unmittelbarer Nähe zu New Trends in Atomic and Molecular ven Beitrags war es, dass die Doktoran- anderen Avataren wurde automatisch Spectroscopy Analysis – Part I & II. den ihre bereits erworbenen sozialen ein Videochat aktiviert. Die Umge- Kerstin Leopold (Universität Ulm) Fähigkeiten und Qualifikationen selbst bung hatte das Organisationsteam so und Carsten Engelhard (Universität reflektieren und erkennen, welche ne- gestaltet, dass man sich wie auf einer Siegen) organisieren und moderieren ben Fachkenntnissen essenziell für ei- „echten“ Konferenz in kleinen Grup- die Sessions. Der DAAS verleiht auf ne wissenschaftliche Karriere sind. pen zusammenfinden und sich unter- der analytica conference den Bunsen- Komplementär dazu berichteten halten konnte. Das Conference Dinner Kirchhoff-Preis für herausragende Martin Wende (BASF) und Ulrich fand in einer virtuellen Mensa statt. Leistungen des bereits fortgeschritte- Engel (Merck) von ihren konkreten Für ein kleines Bier-Tasting waren im nen wissenschaftlichen Nachwuchses Anforderungen an Bewerber, gaben Vorfeld der Veranstaltung Pakete an aus Universitäten, Forschungsinstitu- Tipps für einen erfolgreichen Berufs- die Teilnehmenden verschickt worden. ten und Industrie (siehe Seite 22). Be- start in der Großindustrie und beant- Am Ende des ersten Tages fanden sich rücksichtig werden alle Bereiche der worteten mit vielen Anekdoten Fragen viele noch zu einem ausgedehnten analytischen Spektroskopie, wobei von den Promovierenden zu Bewer- Online-Spieleabend zusammen. insbesondere ein Oeuvre auf innova- bungsprozessen und Karriereplanung. Allen Firmen, Spendern und Spon- tiven Gebieten erwünscht ist. Bitte Vortragende Doktoranden erhiel- soren, die zum Gelingen des 6. Dok- senden Sie Ihren Nominierungsvor- ten weiterhin die Möglichkeit zu ei- torandenseminars beigetragen haben, schlag elektronisch und zusammen- nem individuellen Bewerbungscoa- sei für die großzügige Unterstützung gefasst in einer PDF-Datei bis zum ching mit Doris Brenner. In den Ge- gedankt. Ebenso gilt unser herzlicher 28. Februar 2022 an Kerstin Leopold sprächen diskutierten sie konkrete Dank der GDCh-Geschäftsstelle für (kerstin.leopold@uni-ulm.de), die Fragen zu Bewerbungen und opti- die organisatorische Unterstützung. Vorsitzende der Jury für den Bunsen- mierten gemeinsam den persönlichen Der Vorstand des Arbeitskreises Kirchhoff-Preis. Lebenslauf. dankt dem Organisationsteam um Der Laborleiter-Stammtisch und So virtuell wie nötig – so sozial wie Annika Schardt, Cristian C. Escobar- das Mentoringprogramm wurden möglich: Wie jede Tagung lebt auch Carranza, Maximilian Heide, Manuel coronabedingt auch im Jahr 2021 das Doktorandenseminar vom wissen- Heinelt und Johannes Schmitt für die ausgesetzt. Der DAAS plant eine Wie- schaftlichen und sozialen Austausch Vorbereitung und Durchführung der deraufnahme dieser Aktivitäten im aller Teilnehmenden. Um das auch in virtuellen Tagung. nächsten Jahr. diesem Jahr zu ermöglichen, wurde die GatherTown-Plattform für das Rah- Ausblick Annika Schardt und Carsten Engelhard menprogramm gewählt. In Form eines W Die Planungen für die analytica Universität Siegen Avatars konnten sich die Besucher conference 2022 als Präsenzkonfe- ce@uni-siegen.de durch den virtuellen Konferenzraum renz laufen. Der DAAS wird wieder 6
Ankündigung des Analytik in Deutschland
AK Chemometrik und
Qualitätssicherung Materielles Kulturgut erhalten und verstehen
W Liebe Chemometrie-Interessierte, Ein naturwissenschaftliches Institut im Museum
das Jahr neigt sich unaufhaltsam dem
Ende zu und die Pandemie hat uns
weiterhin fest im Griff. Dennoch nutz- W Das Rathgen-Forschungslabor ist Vielfältige Aufgabenbereiche
te der Vorstand des AK Chemometrik die naturwissenschaftliche Einrich- W Damals wie heute gehen die analy-
und Qualitätssicherung das vergange- tung der Staatlichen Museen zu Ber- tischen Fragestellungen quer durch
ne Jahr intensiv für Vernetzung und lin, Stiftung Preußischer Kulturbe- alle Materialgruppen: Vom prähistori-
Weiterentwicklung und stellte erste sitz, und befasst sich mit den natur- schen Steinartefakt bis zu den Poly-
Weichen für das kommende Jahr. wissenschaftlichen Fragen, die einen meren der zeitgenössischen Kunst
Die Mitgliederversammlung des kunsttechnologischen, archäometri- sind alle erdenklichen Materialien in
AK Chemometrik und Qualitätssi- schen und konservierungswissen- den Sammlungen der Museen vertre-
cherung findet am 31.03.2022 um schaftlichen Hintergrund haben. Wis- ten. Bei einer Probe unbekannten
15 Uhr an der Bundesanstalt für Mate- senschaftlerinnen und Wissenschaft- Materials mit der häufig gestellten
rialforschung (BAM, Richard-Willstät- ler aus Chemie, Physik, Biologie, Frage „Was ist das?“ liefert eine Non-
ter-Str. 11, 12489 Berlin) als Hybridver- Mineralogie, Geologie und Konservie- Target-Analyse oft die Antwort, stellt
anstaltung statt. Übermitteln Sie uns rungswissenschaft forschen dazu in aber hohe Ansprüche an die analyti-
bei gewünschter Präsenzteilnahme Ihre interdisziplinären Projekten zusam- schen Fähigkeiten.
Anmeldung auf www.gdch.de/chemo men mit Kollegen und Kolleginnen Das Forschungslabor verfügt über
metrik2022. Fragen, Redebeiträge und aus den musealen Sammlungen und eine Vielzahl analytischer Methoden
Themenwünsche sind bis spätestens Archiven. aus der organischen und anorgani-
24.03. beim Vorstand per E-Mail an ak- Das interdisziplinäre Arbeiten hat schen Analytik. Sehr häufig werden
chemometrik@go.gdch.de einzurei- eine lange Tradition: Das Rathgen- Methoden verwendet, die speziell für
chen. Gäste ohne Mitgliedschaft im AK Forschungslabor geht zurück auf das die Kulturerbeforschung optimiert
sind herzlich willkommen. 1888 gegründete Chemische Labor wurden. Die interessantesten For-
Wir verbinden die Mitgliederver- der Königlichen Museen zu Berlin schungsansätze ergeben sich aus wei-
sammlung mit dem Workshop „Che- und gilt damit als ältestes Museums- tergefassten Fragen, etwa zur Techno-
mometrics meets Artificial Intelli- labor der Welt. Sein erster Direktor, logie oder zum Erhalt von Objekten.
gence“. Dieser schließt sich am 01.04. der Chemiker Friedrich Rathgen, Diese erweitern das Wissen um die
an die Mitgliederversammlung an und nach dem das Labor seit den 1970er Herstellungstechnologie und die Ma-
findet ebenfalls in den Räumlichkeiten Jahren benannt ist, befasste sich un- terialveränderungen von Objektgrup-
der BAM statt, in Kooperation mit dem ter anderem mit der Entsalzung der pen oder Kunstwerken.
Kompetenznetzwerk Datenanalyse der Keramiken des Ischtar-Tores aus den Eine der wichtigen Materialgrup-
BAM. Ziel des Workshops ist eine rege, archäologischen Grabungen in Baby- pen sind Metalllegierungen, etwa
problemorientierte Diskussion aller lon. Durch die Entsalzung löste er das Kupferlegierungen, anhand deren Zu-
Teilnehmenden zu den in Beiträgen Erhaltungsproblem der Keramiken, sammensetzung sich die Authentizi-
aufgeworfenen Problemen und Fra- welches die Salze beim Unterschrei- tät von Objekten beurteilen lässt (Ab-
gen. Bitte reichen Sie uns Ihre Abs- ten des Deliqueszenzpunktes bereite- bildung 1, Seite 8). Mittels Atomab-
tracts bis zum 31.01. ein. Bei Fragen ten. Auch an den ersten naturwissen- sorptionsspektrometrie baut das For-
wenden Sie sich per E-Mail an schaftlichen Untersuchungen der schungslabor seit den 1970er Jahren
chemometrie-workshop@go.gdch.de. Büste der Nofretete war Rathgen be- eine Datenbank auf. Allerdings ist die
Über die pandemiebedingten Hygie- teiligt. Beide Objekte zählen auch Materialmenge, die einem Objekt ent-
nebestimmungen werden wir in einer heute noch zu den Höhepunkten der nommen werden kann, gering, es las-
separaten Mail unmittelbar vor der Berliner Museumsinsel. sen sich also nur kleine Probenmen-
Veranstaltung informieren. Dass Rathgen als Vater der moder- gen verwenden. Voraussetzung, um
Wir hoffen, Sie auf unseren Veran- nen Restaurierung archäologischer anhand der Analyse die Echtheit ei-
staltungen begrüßen zu dürfen und Kulturgüter gilt, liegt an seinen zahl- nes Objektes zu bestimmen, ist das
wünschen Ihnen bis dahin eine gute reichen Veröffentlichungen zum The- Wissen über die Herstellungstechni-
Zeit. Bleiben Sie gesund! ma, nicht zuletzt an seinem wichtigs- ken der authentischen Objekte, von
ten Werk aus dem Jahr 1898, „Die denen dann wiederum ausreichend
Claudia Beleites, Andrea Paul, Konservierung von Altertumsfun- viele Analyseergebnisse zur Verfü-
Jörg Kraft und Gerald Steiner den“. Darin widmet er sich nahezu al- gung stehen müssen. Stimmt die Zu-
len damals üblichen Materialgrup- sammensetzung des infrage kom-
pen. menden Objektes mit der originalen
7
MITTEILUNGEN 4/21
Spektrendatenbanken; solche Spek-
tren sind ob ihrer Seltenheit im kom-
merziellen Bereich aber nicht immer
vorhanden. Aus der Bestimmung
von Korrosions- oder Alterungser-
scheinungen lässt sich häufig ablei-
ten, welche Umweltbedingungen für
die Objekte schädlich sind. Für die
blauen bis grünen Ausblühungen
auf Bronzeobjekten kommen bei-
spielsweise verschiedene Verbindun-
gen in Frage. Eines dieser Salze ist
das Natrium-Kupferformiat-Hydroxid
(Cu4Na4O(HCOO)8(H2O)4(OH)2), wel-
ches sich durch Raman-Spektrosko-
pie gut nachweisen lässt (Abbil-
dung 2). Dieses Korrosionsprodukt ist
selten und wurde bisher hauptsäch-
lich auf Kupferlegierungen in den
Abb. 1. Probenentnahmestelle an einer Bronze und Daten aus der Datenbank der Sammlungen von Kulturinstitutionen
Kupferlegierungen des Rathgen-Forschungslabors (alle Abbildungen: Rathgen- gefunden. Die Anwesenheit des For-
Forschungslabor) miats zeigt, dass dieses Schadensphä-
nomen auf Luftschadstoffe zurückzu-
führen ist: Carbonsäuren wie Essig-
Herstellungstechnik überein, spricht Daten zeigen, dass die Verwendung säure und Ameisensäure zählen zu
das für die Authentizität. Das ist je- zinkreicher Legierungen ab dem Jahr den am häufigsten anzutreffenden
doch kein Beweis: Eine moderne Fäl- 1800 zunimmt. Neben dem Zinkge- Luftschadstoffen in der Objektumge-
schung könnte die originale Technik halt sind die Elemente Zinn, Blei und bung, da sie aus Holzwerkstoffen in
imitieren. Werden jedoch Technolo- weitere Spurenelemente für die Datie- Schränken, Kisten oder Vitrinen, aber
gien oder Materialien nachgewiesen, rung relevant. auch aus dem Objekt selbst stammen
die zur vermeintlichen Herstellungs- Auch die Untersuchungen von Kor- können. In diesem Fall ist die Objekt-
zeit noch nicht bekannt waren, ist die rosions- und Alterungsreaktionen lie- umgebung schadstofffrei zu gestal-
Fälschung schlüssig bewiesen. fern interessante Erkenntnisse. Die ten.
Der Markt für Fälschungen ist be- spektroskopische Identifizierung die- Organische Materialien wie Texti-
sonders dort lebhaft, wo sich hohe ser Reaktionsprodukte erfordert ent- lien sind eine weitere Herausforde-
Preise für Objekte erzielen lassen. Ei- sprechende Referenzspektren in den rung für die Analytik – Teppiche etwa.
ne unter diesem Aspekt lukrative Ob-
jektgruppe sind die Benin-Bronzen:
Ein einzelnes Objekt wird teilweise
für über eine Million Euro angeboten.
Das Rathgen-Forschungslabor verfügt
über eine der umfangreichsten Daten-
banken zu Legierungszusammenset-
zungen in diesem Kontext.
Metallisches Zink war in Europa
vor dem Ende des 18. Jahrhunderts
selten; es war bestenfalls als Import
aus Indien über die East India Com-
pany erhältlich oder als Kondensati-
onsprodukt, vermutlich aus der Me-
tallverhüttung, beispielsweise im
Harz. Zink aus diesen Quellen wurde
im 16. und 17. Jahrhundert weitest-
gehend nur für zinkreiche Messinge
für Musikinstrumente verwendet. Die
weitaus meisten Messingobjekte wur-
den durch Zementation mit Galmei Abb. 2. Blaues Korrosionsprodukt einer asiatischen Bronze, identifiziert als Natrium-
(ZnCO3) hergestellt. Die analytischen Kupferformiat-Hydroxid (Cu Na O(HCOO) (H O) (OH) ) inklusive Raman-Spektrum
4 4 8 2 4 2
8
Bei ihnen stellt sich die Frage, um
welche Textilfaser es sich handelt,
aber häufig auch, welche Färbe- und
Beizmittel verwendet wurden. So
auch bei dem sogenannten Reforma-
tionsteppich des Museums Europäi-
scher Kulturen (MEK), Staatliche Mu-
seen zu Berlin. Dieser in Dithmar-
schen gewirkte Bildteppich stellt Sze-
nen aus dem Neuen Testament dar
und weist mit seinem eingewebten
Datum „ANNO 1667“ auf das 150. Re-
formationsjubiläum hin. Durch seine
Datierung und die Lokalisation seiner
Produktionsstätte ist der Reformati-
onsteppich ein wichtiges Referenz-
objekt und lässt direkt zeitliche und
lokale Rückschlüsse auf kulturhisto-
rische Zusammenhänge zu.
Unter UV-Licht zeigten die schar- Abb. 3. Ergebnis eines 15-minütigen Micro-Fading-Tests an der Faserprobe eines
lachroten Bereiche des Teppichs eine Teppichs. Die Lichtmenge von 1,3 Megaluxstunden entspricht rund neun Jahren
unerwartet starke Fluoreszenz. Un- Ausstellungsbeleuchtung bei 50 Lux.
tersuchungen mit Röntgenfluores-
zenzanalyse (RFA), Rasterelektronen-
mikroskopie (SEM)/ energiedispersi- Objekte hilft dabei, deren Erschei- zum interdisziplinären Datenaus-
ver Röntgenspektroskopie (EDX) und nungsbild langfristig zu bewahren. tausch verspricht die Nationale For-
HPLC mit Photodiodenzeile (HPLC- Um die Lichtechtheit zu bestimmen, schungsdateninfrastruktur (NFDI)
PDA) (sowie UHPLC-PDA/MS bei ei- existiert ein spezielles Verfahren, der vom Bundesministerium für Bildung
nem Kooperationspartner der Cultu- Micro-Fading-Test (Abbildung 3). Er und Forschung (BMBF). Die Ent-
ral Heritage Agency of the Nether- lehnt sich an die Farbechtheitsprü- wicklung eines modernen For-
lands RCE in Amsterdam) wiesen fungen nach EN ISO 105 an. Damit schungsdatenmanagements, welches
dort den Farbstoff Cochenille mit ei- der Test das Aussehen der Objekte die Forschungsdaten der Kulturgüter
ner Zinnbeize nach. Diese Färbeme- nicht verändert, wird über eine spe- aus den Fächern Archäologie, Ethno-
thode, der sogenannte Holländische zielle Optik nur eine kleine Stelle mit logie und der Kunstgeschichte mit
Scharlach, wurde erst Anfang des weniger als einem Millimeter Durch- den Daten aus den Naturwissenschaf-
17. Jahrhunderts in London erfunden messer mit dem Licht einer Xenon- ten zusammenbringt, birgt viele Vor-
und verbreitete sich ab 1643 aus den Kurzbogenlampe beleuchtet; die teile. Dazu bringt sich das Rathgen-
Niederlanden über Europa. In den äl- Farbveränderung wird direkt über ei- Forschungslabor in die Konsortien
testen Bereichen ist diese rot fluores- nen Zeitraum von 5 bis 60 Minuten NFDI4Culture, NFDI4Objects und
zierende Farbe nicht zu finden, daher gemessen. Die hohe Beleuchtungs- NFDI4Chem ein, um Datenstandards
lässt sich vermuten, dass sich der stärke von einigen Mega-Lux simu- und Austauschformate für objektbe-
Holländische Scharlach während des liert innerhalb dieser kurzen Zeit die zogene Daten des materiellen Kultur-
Herstellungszeitraumes bis nach Belichtung von mehreren Jahren mu- erbes und der entsprechenden Repo-
Dithmarschen verbreitet hat. sealer Ausstellungssituation. So er- sitorien mitzuentwickeln.
Eine weitere wichtige Erkenntnis, mittelt man die angemessene Be- Ergebnisse aus den unterschiedli-
die sich aus diesen Untersuchungen leuchtungsstärke im Museum. chen Disziplinen zusammenzubrin-
ableiten lässt, betrifft die Verände- gen ist der Kern der interdisziplinä-
rung des Erscheinungsbilds: In drei Interdisziplinäre Zusammenarbeit ren Kooperationen. Es kommt darauf
der heute als braun wahrgenomme- W Das interdisziplinäre Arbeiten ist an, Ergebnisse im Kontext der Frage-
nen Proben wurde Rotholz nachge- eine Grundvoraussetzung für eine stellung zu interpretieren. Hierfür ist
wiesen. Der ursprünglich rote Farb- naturwissenschaftliche Einrichtung es nötig, jeweils eine gemeinsame
ton hat sich mit der Zeit also vermut- im Bereich des Kulturerbes. Zusam- Sprache zu finden und sich immer
lich durch Umwelteinflüsse verän- menarbeit mit Wissenschaftlern und wieder auf die unterschiedlichen
dert. Wissenschaftlerinnen aus Archäolo- Kontexte einzulassen.
Objekte vor Farbveränderungen zu gie, Ethnologie, Kunstgeschichte, Ar- Stefan Röhrs und Stefan Simon
schützen ist ebenfalls eine Aufgabe chiven und der Objektrestaurierung Rathgen-Forschungslabor,
des Rathgen-Forschungslabors. Das sind essenzieller Bestandteil der tägli- Staatliche Museen zu Berlin,
Wissen über die Lichtechtheit der chen Arbeit. Neue Möglichkeiten Stiftung Preußischer Kulturbesitz
9
MITTEILUNGEN 4/21
Chemie aktuell
Neue Empfehlungen für das Bachelorstudium Chemie
Die Studienkommission Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker legt
durch die Chemie und fördert die fak-
neue, aktualisierte Empfehlungen für das Bachelorstudium Chemie an tenorientierte Kommunikation.
Universitäten vor. Dabei wurden neben den Inhalten der chemischen Bereits seit Jahrzehnten entwickeln
Fachgebiete insbesondere auch neue Aspekte zur digitalen Lehre, zum fachgebietsübergreifende Studien-
Forschungsdatenmanagement und zur Nachhaltigkeit berücksichtigt. kommissionen der GDCh Empfehlun-
gen für das „Basisstudium Chemie“.
W In den aktualisierten Empfehlun- setzen. Der Anteil der praktischen Ar- Während der Fokus Ende der 1990er
gen geht es vorrangig um eine Katalo- beiten im Chemiestudium beträgt et- Jahre auf der erfolgreichen Umstel-
gisierung von essenziellen wissen- wa 35 – 50 Prozent“, so Peter R. lung der Diplomstudiengänge auf Ba-
schaftlichen Inhalten und Kenntnis- Schreiner, GDCh-Präsident und Vor- chelor- und Masterstudiengänge lag,
sen, die in allen universitären Bache- sitzender der Studienkommission. geht es heute darum, das Bachelorstu-
lorstudiengängen Chemie vermittelt Aufgrund der zentralen Bedeutung dium in regelmäßigen Abständen ak-
werden sollten. Der Themenkatalog der UN-Nachhaltigkeitsziele für die tuellen Entwicklungen anzupassen
soll dazu beitragen, deutschlandweit Chemie in Forschung und industrieller und zukunftsfähig zu erhalten.
auch weiterhin eine hohe Qualität des Anwendung sowie die politische und Quelle: GDCh
Chemiestudiums zu gewährleisten. gesellschaftliche Diskussion sollten
Dabei geht die Kommission selbstver- zukünftig auch Inhalte im Sinne der
ständlich davon aus, dass einzelne nachhaltigen Entwicklung in beste- Wie Quecksilber ins
Hochschulstandorte zusätzlich indi- hende Lehrveranstaltungen integriert
viduelle Schwerpunkte setzen. oder in neuen vermittelt werden.
Meer gelangt
Besonderen Wert legt die Kommis- Darüber hinaus erfordert die Digita- Chemischer Fingerabdruck verrät
sion darauf, dass die stetige Zunahme lisierung in modernen Chemiestudien-
Herkunft
von Detailwissen nicht dazu führt, gängen bereits auf Bachelorniveau
dass die praktische Laborausbildung Kompetenzen im Umgang mit Daten, W Von der Industrie freigesetztes
zurückgedrängt wird. Für die spätere digitalen Lehrinhalten und For- Quecksilber gerät über die Luft ins
Berufsbefähigung ist es von essenziel- schungsdatenmanagement. Dies erfor- Meer und von dort aus in die Nah-
ler Bedeutung, dass das Experimen- dert eine Ergänzung der Lehrinhalte rungskette. Eine Analyse der Universi-
tieren, Beobachten und Beurteilen um datenwissenschaftliche Instrumen- tät Basel zeigt nun, wie der Schadstoff
von Versuchsergebnissen ausreichend te einschließlich chemieinformatischer ins Wasser gelangt: nicht wie bisher
Zeit im Studium erhält. „Auch digita- Grundlagen. Neue digitale Werkzeuge vermutet vor allem durch Regen, son-
le Lehrmedien ergänzen das moderne ermöglichen deutlich stärker kompe- dern auch über Gasaustausch.
Chemiestudium, können die prakti- tenzorientierte Lehr- und Lernszena- Jedes Jahr werden zweitausend
sche Ausbildung aber keinesfalls er- rien. Das Erstellen digitaler Lehrme- Tonnen gasförmiges Quecksilber
dien und -konzepte im chemischen durch Kohlekraftwerke und Bergbau
Kontext bedarf aber nicht zu unter- in die Atmosphäre freigesetzt. Der
schätzender Ressourcen. Schadstoff zirkuliert dann in verschie-
Für erfolgreiche Wissenschafts- denen chemischen Formen in einem
kommunikation sollten Studierende komplexen Kreislauf zwischen Luft,
neben dem fundierten Fachwissen Erde und Wasser. Besonders gefähr-
auch befähigt werden, Sachverhalte lich ist das Quecksilber im Meer: Dort
angepasst an die jeweilige Zielgruppe sammelt es sich in Form von hochgif-
zu vermitteln und dabei auch die ge- tigem Methylquecksilber in Fischen
sellschaftliche Bedeutung der jeweili- an und gelangt durch den Verzehr in
gen Thematik zu berücksichtigen. In Menschen. Dies kann die Hirnent-
den jeweiligen Lehrveranstaltungen wicklung von Kindern beeinträchti-
empfiehlt es sich daher vermehrt, Be- gen und bei Erwachsenen Herz-Kreis-
züge zu gesellschaftlichen Fragen lauf-Erkrankungen verursachen.
und Alltagsaspekten herzustellen. „Nach Schätzungen haben menschli-
Diese Vernetzung von Sachthemen che Aktivitäten die Quecksilbermenge
mit dem gesellschaftlichen Kontext im Oberflächenozean seit dem Beginn
sensibilisiert die Studierenden für der Industrialisierung verdreifacht“,
mögliche Probleme und Lösungen sagt der Biogeochemiker Martin Jiskra
10vom Departement Umweltwissenschaf- einem schnelleren Rückgang der
ten der Universität Basel. Bisher ging Quecksilbermengen im Meer führen als
die Fachwelt davon aus, dass Quecksil- erwartet.“
ber hauptsächlich durch Regen in die Quelle: Universität Basel
Ozeane eingebracht wird. „Dies sind al-
lerdings nur Vermutungen, da es über Originalpublikation
M. Jiskra et al., „Mercury stable isotopes constrain
dem Meer keine Auffangstationen für
atmospheric sources to the ocean”, Nature 2021.
Niederschläge gibt.“
DOI: 10.1038/s41586–021–03859–8
Mit Isotopen-Fingerprinting
zum Ziel Neues Verfahren zum
W Wie Jiskra in einer in Nature publi-
zierten Studie berichtet, hat er diese
Nachweis hormonell
Wissenslücke nun gemeinsam mit Kol- aktiver Stoffe
legen der Universitäten Aix-Marseille
Wissenschaftlerinnen und Wis-
und Toulouse sowie des französischen
Centre national de la recherche scienti-
senschaftler der Universitäten
fique (CNRS) geschlossen: Er unter- Dresden und Leipzig haben ein
suchte Meerwasserproben mit einer neues Verfahren zum Nachweis Schema des neuen Nachweisprinzips:
neuartigen Methode, die es ermöglicht hormonell aktiver Stoffe in Ein funktionalisierter Hydrogelmikro-
zu unterscheiden, ob das Quecksilber Lebensmitteln, Kosmetika und partikel (blaue Späre) bindet an das
aus Niederschlägen stammt oder durch Gewässern vorgestellt. gerichtet immobilisierte Enzym (rot)
Gasaustausch ins Meer gelangt. Die auf einer Chip-Oberfläche. In Abhängig-
auch als „Fingerprinting“ bezeichnete W Sie sind nahezu überall: hormonell keit der Anwesenheit von östrogenarti-
Analyse beruht auf der Messung von aktive Verbindungen wie syntheti- gen Verbindungen (graue Sphären) in
winzigen Gewichtsunterschieden zwi- sche Östrogen-Derivate, welche der Nachweislösung kommt es zur
schen Isotopen. Hauptbestandteil hormoneller Kon- Blockierung dieser Bindungen und
Für das Sammeln der Proben un- trazeptiva sind, oder die „Massenche- einer geringeren Deformation der Hy-
ternahm Jiskra mehrere Schiffsexkur- mikalie“ Bisphenol A (BPA), welche drogelmikropartikel, welche mit opti-
sionen auf dem Mittelmeer vor der u.a. in Getränkeflaschen oder Konser- schen Verfahren ausgelesen werden
Küste von Marseille, wo er Wasser- vendosen verwendet wird. kann. (Foto: D. Rettke et al.)
proben von je zwanzig Liter in ver- Ein einfacher Nachweis der hormo-
schiedenen Tiefen bis 1400 Metern nell aktiven Substanzen für eine wirk- der Universität Leipzig. „In Abhän-
sammelte. Zusätzliche Daten stam- same Überwachung und zuverlässige gigkeit der Konzentration an östro-
men von Proben, die Forschungs- Risikobewertung von Produkten und genartigen Verbindungen in der
schiffe im Nordatlantik sammelten. Gewässern stellt jedoch aufgrund der Nachweislösung wird die Anbindung
Die Untersuchungen ergaben, dass strukturellen Vielfalt der Stoffe eine von Mikropartikeln an einen Biochip
− entgegen bisheriger Annahmen − Herausforderung dar. Bisherige Analy- verhindert und so auch geringe Kon-
nur etwa die Hälfte des Quecksilbers semethoden beruhen meist auf auf- zentrationen hormonell aktiver Stoffe
im Ozean aus Niederschlägen stammt, wendigen, labordiagnostischen Verfah- schnell und einfach nachgewiesen.“
während die andere Hälfte den Meeren ren oder erreichen nicht die erforderli- Der Ansatz sei nicht auf dieses En-
durch Aufnahme gasförmigen Queck- chen Nachweisgrenzen. Das neue Ver- zym beschränkt, sondern ermögliche
silbers zugeführt wird. „Der Beitrag fahren von Forschenden der Universi- auch die Verwendung anderer hor-
von Niederschlägen wird derzeit wohl täten Dresden und Leipzig könnte dem monmetabolisierender oder hormon-
überschätzt“, so Jiskra. Er vermutet, nun Abhilfe schaffen und wurde des- bindender Proteine in einem Multi-
dass sich stattdessen durch die Auf- wegen auch zum Patent angemeldet. plex-Assay, fügt Kai Ostermann von
nahme von Pflanzen mehr Schwer- „Unser Verfahren weist hormonell der TU Dresden hinzu. „Dies könnte
metall an Land ablagert, wo es in den aktive Verbindungen mittels immobi- neue Wege eröffnen, um die gesamte
Böden sicher gebunden ist und weni- lisierter Sulfotransferasen und Mi- Komplexität der Bewertung der hor-
ger Gefahr für Menschen darstellt. kropartikeln nach und beinhaltet ei- monell wirkenden Substanzen ohne
Auch für die Umsetzung der Mina- nen Kit für den Nachweis der Verbin- Tierversuche abzudecken.“
mata-Konvention, in der sich 133 Staa- dungen in Lebensmitteln, Kosmetika, Quelle: TU Dresden
ten im Jahr 2013 zur Reduktion der Gewässerproben und vielem mehr.
Quecksilberemissionen verpflichtet ha- Dazu haben wir das Enzym des Ös- Originalpublikation
D. Rettke, F. Seufert, J. Döring, K. Ostermann,
ben, seien die neuen Erkenntnisse trogenstoffwechsels in einen Biosen-
D. Wilms, S. Schmidt, T. Pompe, „Biomimetic
wichtig: „Wenn weniger Quecksilber sor implementiert, der als ‚Einfang-
estrogen sensor based on soft colloidal probes”,
über Regen ins Meer gelangt, könnte sonde‘ für östrogenartige Verbindun- Biosensors and Bioelectronics 2021.
eine Reduktion der Emissionen zu gen dient“, erläutert Tilo Pompe von DOI: 10.1016/j.bios.2021.113506
11MITTEILUNGEN 4/21 Röntgenblick in die Plastikproduktion Analyse von Katalysatorpartikeln hilft dem Maßschneidern von Polymereigenschaften W Eine Röntgenstudie bei DESY weist den Weg zu einem besseren Verständ- nis der Kunststoffproduktion. Ein Team unter Leitung der Universität Utrecht hat dazu an DESYs Röntgen- lichtquelle PETRA III Ziegler-Kataly- satoren untersucht, die Arbeitspferde der weltweiten Polyethylen- und Polypropylenproduktion. Wie die For- scher im Fachjournal JACS Au be- richten, zerfallen die Katalysatormi- kropartikel bei der Polymerherstel- lung in eine unerwartete Vielfalt klei- nerer Bruchstücke. Die Beobachtung kann helfen, gewünschte Polymer- eigenschaften gezielt zu erzeugen und die Effizienz in der Produktion noch weiter zu erhöhen. Polyolefine wie Polyethylen (PE) An DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III ließ sich ein Ensemble von 434 Katalysator- und Polypropylen (PP) spielen eine partikeln gleichzeitig mit einer Auflösung von 74 Nanometern abbilden und einzeln wichtige Rolle im täglichen Leben. hinsichtlich ihrer geometrischen Eigenschaften und ihres Fragmentierungsverhaltens Die Anwendungen reichen von Le- identifizieren und charakterisieren. Das Bild zeigt einen virtuellen Schnitt durch den bensmittelverpackungen zur Verlän- tomographischen Datensatz, wobei jedes identifizierte Partikel zur besseren Visuali- gerung der Haltbarkeit über die steri- sierung künstlich eingefärbt ist. Die meisten Partikel haben einen Durchmesser von le Verpackung medizinischer Geräte etwa fünf bis sechs Mikrometern. An den virtuellen Schnittflächen sind Bereiche bis hin zur Isolierung elektrischer Ka- ähnlicher Elektronendichte farblich kodiert, um die Polymer- von den Katalysator- bel. Zur Herstellung für diese Aufga- fragmenten innerhalb jedes Partikels zu trennen: Von Blau über Grün und Orange ben maßgeschneiderter Polyolefine bis Rot sinkt der Plastikanteil in dem jeweils betrachteten Partikel. Diese Fragmentie- kommt eine vielseitige Klasse von Ka- rung fällt, von Partikel zu Partikel, unterschiedlicher aus als erwartet. talysatormaterialien zum Einsatz, da- (Bild: R. Valadian, Utrecht University) runter die Ziegler-Katalysatoren, die verschiedene Metalle wie Titan ent- halten. stellt werden. Das ist bereits eine sehr „Diese Fragmentierung ist für eine ef- Die Katalysatorteilchen haben eine hohe Ausbeute, aber da die Ziegler- fiziente Polymerproduktion unerläss- typische Größe von nur einigen zehn Katalysatoren im fertigen Plastik ver- lich, da sie während des Prozesses Mikrometern. Dank dieser Katalysa- bleiben und die Weltproduktion von zusätzliche Oberfläche auf den Kata- toren kann Polyethylen bei Normal- Polyethylen und Polypropylen mit lysatorteilchen freilegt und so die Po- druck und -temperatur hergestellt diesem Verfahren mehrere Millionen lymerproduktion länger am Laufen werden und zugleich mit verbesser- Tonnen pro Jahr beträgt, ist eine wei- hält.“ ten Materialeigenschaften. „Die Po- tere Steigerung der Effizienz immer In Zusammenarbeit mit DESY und lyolefinforschung konzentriert sich noch wünschenswert. den Polyolefin-Industrieunternehmen heute darauf, die Polymereigenschaf- „Eine wichtige Voraussetzung für SABIC und DSM untersuchte das ten gezielt auf die Anforderungen der einen reibungslosen und effizienten Team den Zustand von Ziegler-Kata- Kunden zuzuschneiden, und da sind Olefinpolymerisationsprozess ist es, lysatoren nach erfolgter Ethylenpoly- Erkenntnisse über den Polymerisati- dass die Katalysatorpartikel sukzessi- merisation an der Messstation P06 onsprozess, wie sie in dieser Studie ve in noch kleinere Teile fragmentie- von DESYs Röntgenquelle PETRA III. gewonnen wurden, von entscheiden- ren, während sich das Polyolefin im „Dank der hohen räumlichen 3D-Auf- der Bedeutung“, betont Hauptautor Inneren bildet“, erklärt Florian lösung von 74 Nanometern über ein Koen Bossers von der Universität Meirer von der Universität Utrecht, vergleichsweise großes Volumen von Utrecht. der die Untersuchung zusammen mit 120x120x20 Mikrometern konnten Üblicherweise können heute mit- Bert Weckhuysen geleitet hat, dem wir mehr als 434 mit Ethylen poly- hilfe eines Gramms Titan mehr als Chef der Gruppe für anorganische merisierte Katalysatorpartikel abbil- 100 Kilogramm Polyethylen herge- Chemie und Katalyse in Utrecht. den und erfolgreich rekonstruieren“, 12
berichtet Co-Autor Jan Garrevoet von David Muller, Leiter der For- Innovativer Sensor spürt
DESY. Dieser umfassende instrumen- schungsgruppe an der Cornell Uni-
telle Ansatz lieferte bislang uner- versity, betont, dass hiermit eine
Moleküle gezielt und
reichte Einblicke in das Fragmentie- neue Ära der Auflösung beginnt. Die- genau auf
rungsverhalten eines solchen Ensem- se Methode ermögliche eine ganze
Kombination von Graphen-
bles dieser industriell bedeutenden Reihe neuer Messmöglichkeiten für
Katalysatorpartikel und erlaubt eine Dinge, die die Forscher schon lange
transistor mit metallorganischer
statistisch signifikante Analyse. Es machen wollten. „Wir können jetzt Beschichtung ermöglicht sensitive
zeigte eine unerwartete Vielfalt bei im Grunde auf sehr einfache Weise und selektive Detektion
der Größe der Bruchstücke der Kata- herausfinden, wo die Atome sind.
lysatorpartikel. Auch löst sich hiermit ein langjähri- W Einen neuartigen Sensor für Gas-
„Diese Heterogenität deutet auf ges Problem, das uns in der Vergan- moleküle haben Forschende am
Unterschiede in der Zugänglichkeit genheit daran gehindert hat – die Karlsruher Institut für Technologie
der katalytisch aktiven Stellen für Aufhebung der Mehrfachstreuung (KIT) und an der Technischen Uni-
Ethylen hin und zeigt, wie wichtig es des Strahls in der Probe, wie sie von versität Darmstadt entwickelt. Dazu
ist, die Reaktionsbedingungen zu op- Hans Bethe 1928 dargelegt wurde“, haben sie einen Graphentransistor
timieren, um einen reibungslosen so Muller. mit einer maßgeschneiderten metall-
und homogenen Verlauf der Ethylen- Das entscheidende Material für organischen Beschichtung kombi-
polymerisation und der Katalysator- die Entwicklung dieser Methode niert. Der Sensor erkennt Moleküle
fragmentierung zu gewährleisten“, wurde am IKZ gezüchtet und den gezielt und genau und bereitet den
erklärt Weckhuysen. Die gewonne- Forschern zur Verfügung gestellt. Weg zu einer ganz neuen Klasse von
nen Erkenntnisse ermöglichen ein Das kristalline Material Praseodym- Sensoren.
besseres Verständnis des gesamten Scandium-Oxid (PrScO3) zeichnet Sensoren erfassen bestimmte phy-
industriellen Prozesses und können sich insbesondere durch einen ge- sikalische oder chemische Eigen-
bei der weiteren Optimierung der ringen Abstand zwischen den Pra- schaften, wie Druck, Dehnung oder
Prozessbedingungen helfen, um eine seodym-Atomen aus (lediglich Gasmoleküle, und leiten die Daten
effizientere, maßgeschneiderte Poly- 59 pm), so dass man an diesen „Pra- zur Verarbeitung weiter. Sie kenn-
olefinproduktion zu erreichen. seodym-Paaren“ die Auflösung gut zeichnen sich durch ihre Selektivität,
Quelle: DESY demonstrieren kann. Anders ausge- das heißt die Fähigkeit, eine be-
drückt bedeutet das, dass die Auflö- stimmte Eigenschaft auch in Gegen-
Originalpublikation sung entsprechend besser als 59 pm wart anderer, potenziell störender
K. W. Bossers, R. Valadian, J. Garrevoet, S. van
sein muss, wenn man beide Atome Eigenschaften nachzuweisen, sowie
Malderen, R. Chan et al., „Heterogeneity in the
erkennen kann. Zum anderen ist ihre Sensitivität, das heißt die Fähig-
Fragmentation of Ziegler Catalyst Particles
during Ethylene Polymerization Quantified by Praseodym ein sehr schweres Atom keit, auch niedrige Werte zu detektie-
X-ray Nanotomography”, JACS Au 2021. (140,9 u), was wiederum zu einer ren.
besonders guten Auflösung führt, Forschenden des KIT und der Tech-
weil schwere Atome im Raum weni- nischen Universität Darmstadt ist es
ger „zittern“. Noch dazu kommt, nun gelungen, einen neuartigen Sen-
Neue Ära der Auflösung dass Scandium mit seinem Gewicht sor für Moleküle in der Gasphase zu
beginnt in der Mitte liegt (44,9 u) und Sauer- entwickeln. Wie die Wissenschaftle-
stoff sehr leicht ist (15,9 u), so dass rinnen und Wissenschaftler in der
Weltrekord: Forscherteam gelingt man mit diesen drei Atomsorten be- Fachzeitschrift Advanced Materials
die bislang weltweit höchste reits viele Aussagen über die berichten, basiert das Funktionsprin-
Elektronenmikroskopauflösung Brauchbarkeit der Methode für an- zip dieser neuen Klasse von Sensoren
dere Elemente im Periodensystem auf der Kombination von sensitiven
W Wissenschaftler der Cornell-Uni- treffen kann. Weltweit ist das IKZ Graphentransistoren mit maßge-
versity in den USA haben es ge- das einzige Forschungsinstitut, das schneiderten metallorganischen Be-
schafft, einen Elektronenmikroskop- das verwendete Material mit der ent- schichtungen. Diese Kombination er-
Pixel-Array-Detektor (EMPAD) mit sprechenden Reinheit und Perfekti- möglicht eine selektive Detektion von
ausgefeilten 3D-Rekonstruktionsalgo- on züchten kann. Molekülen. Als prototypisches Bei-
rithmen aufzubauen, der es ermög- spiel demonstrieren die Autoren ei-
licht, die Auflösung eines hochmo- Quelle: Leibniz-Institut nen spezifischen Ethanolsensor, der
dernen Elektronenmikroskops zu ver- für Kristallzüchtung (IKZ) im Unterschied zu aktuell verfügba-
vielfachen. Das entscheidende Unter- ren kommerziellen Sensoren weder
suchungsmaterial für diesen mittels auf andere Alkohole noch auf Feuch-
Hochleistungsdetektor aufgestellten tigkeit reagiert.
Weltrekord lieferte das Leibniz-Insti- Graphen ist von Natur aus höchst
tut für Kristallzüchtung (IKZ). sensitiv gegenüber Fremdmolekülen,
13MITTEILUNGEN 4/21
demonstrierten eine selektive Sensor-
plattform, indem sie ein oberflächenge-
bundenes metallorganisches Gerüst
(surface-mounted metal-organic frame-
work – SURMOF) direkt auf einen
Graphen-Feldeffekttransistor (GFET)
aufwachsen ließen. Ein solches Bau-
element profitiert sowohl von der ho-
hen Sensitivität und dem einfachen
Auslesen eines GFETs als auch von
der hohen Selektivität eines
SURMOFs.
„Die Kombination der einzigarti-
gen elektronischen Eigenschaften von
Graphen mit der immensen chemi-
schen Variabilität der MOFs eröffnet
Die Sensoreinheit, bestehend aus einem Graphen-Feldeffekttransistor, auf den ein ein riesiges Potenzial“, sagt Christof
oberflächengebundenes metallorganisches Gerüst aufgewachsen ist. Wöll. Da sich SURMOFs in vielen
(Abbildung: S. Kumar, KIT) Varianten anfertigen lassen und sich
die Schnittstelle zwischen GFET und
die sich auf der Oberfläche anla- ein metallorganisches Gerüst auf der SURMOFs chemisch verschieden ge-
gern. „Allerdings weist Graphen als Oberfläche aufwachsen lassen“, er- stalten lässt, bereitet die Arbeit der
solches keine molekülspezifische läutert Krupke. Forschenden aus Karlsruhe und
Wechselwirkung auf, wie sie für ei- Darmstadt den Weg für eine ganz
ne Anwendung als Sensor erforder- Sensoren lassen sich neue Klasse von Sensoren mit passge-
lich ist“, erklärt Ralph Krupke, Pro- passgenau einstellen nau eingestellter Selektivität und Sen-
fessor am Institut für Nanotechnolo- W Metallorganische Gerüste (metal- sitivität. „Hier kann die Simulation
gie des KIT und am Institut für Ma- organic frameworks – MOFs) sind aus helfen“, erklärt Wolfgang Wenzel, da
terialwissenschaft der TU Darm- metallischen Knotenpunkten und or- wir am Rechner viele MOFs aufbauen
stadt, der zusammen mit Wolfgang ganischen Molekülen als Verbin- können, ohne sie synthetisieren zu
Wenzel und Christof Wöll vom KIT dungsstreben aufgebaut. Durch ver- müssen.“
bei der Studie federführend war. schiedene Kombinationen lassen sich Quelle: KIT
Erstautor ist Sandeep Kumar, der im diese hochporösen kristallinen Mate-
Labor von Ralph Krupke am KIT rialien für verschiedene Anwendun- Originalpublikation
S. Kumar, Y. Pramudya, K. Müller, A. Chandresh,
forscht und im Fachgebiet Molekula- gen maßschneidern, um beispielswei-
S. Dehm et al., „Sensing molecules with metal-
re Nanostrukturen am Institut für se bei Sensoren eine selektive Ab-
organic framework functionalized graphene
Materialwissenschaft der TU Darm- sorptionsfähigkeit für bestimmte transistors”, Advanced Materials 2021.
stadt promoviert. „Um die geforderte Moleküle zu erreichen. Die Forschen- DOI: 10.1002/adma.202103316
Selektivität zu erreichen, haben wir den aus Karlsruhe und Darmstadt
AUTOBIOGRAFIEN
•HOMMAGE AN AUSGEZEICHNETE FORSCHUNG
•ERZÄHLEN WIE ES GELANG
•INSPIRIEREN FÜR DIE ZUKUNFT
FACHGRUPPE
GESCHICHTE
DER CHEMIE
GÜNTHER GERHARD HENRI
MAIER ERTL BRUNNER
GIESSEN BERLIN REGENSBURG L-I-C.ORG
14Medien
ABC
C in Kürze
Neuigkeiten rund um Analytical and Bioanalytical Chemistry
Neues von … Springer Nature und mit zahlreichen ABC-Advisory-Board-
dem Council of Australian Univer- Mitgliedern, -Autoren und -Gutach-
sity Librarians (CAUL) tern. Herzlichen Glückwunsch an al-
W Neuer Meilenstein für den Über- le!
gang zu Open Access in Australien
und Neuseeland: Nach erfolgreichen Neues … aus den Rubriken
Vereinbarungen in Europa und Nord- W Seit dem letzten ABCC in Kürze gibt
amerika kündigte Springer Nature es wieder einen neuen Beitrag in der
kürzlich die erste Transformations- Rubrik „ABCs of Education and Pro-
vereinbarung im asiatisch-pazifi- fessional Development in Analytical
schen Raum an. Die Vereinbarung Science“: L. Garza, M. Jones, C.B.
mit dem Council of Australian Uni- Craven et al., 3D printing lifts the lid
versity Librarians (CAUL) ermöglicht on black box instruments (DOI Das Cover zu Heft 413/29 illustriert
es Wissenschaftlern und Wissen- 10.1007/s00216–021–03681–1). das Thema der Topical Collection:
schaftlerinnen des CAUL-Konsorti- Einen Überblick über alle Beiträge Virus-Charakterisierung. Welches
ums, ihre Forschung Open Access der Rubrik erhalten Sie über den Link Virus ist wohl abgebildet?
(OA) in über 2000 Zeitschriften zu bit.ly/ABC_Columns.
veröffentlichen.
Im Rahmen der Vereinbarung, die Themenschwerpunkte Alle kommenden Themenschwer-
zusammen mit allen 47 Universitäten im Herbst und Winter punkte finden Sie auf der Homepage
in Australien und Neuseeland sowie • Electrochemistry for Neurochemi- von ABC C unter „Journal updates“; al-
sieben weiteren externen Institutio- cal Analysis, Gastherausgeber sind ternativ folgen Sie dem Link bit.ly/
nen getroffen wurde, sollen mehr als Ashley Ross und Alex Zestos2) ABC_upcoming, um direkt zu den
3300 Artikel pro Jahr OA veröffent- • Analytical Characterization of Vi- „upcoming topical collections“ zu ge-
licht werden. CAUL-Forschende kön- ruses, Gastherausgeber ist der ABC- langen.
nen außerdem auf Inhalte aus über Herausgeber Joseph Zaia.3) Das Ein besinnliches Jahresende
2000 Zeitschriften der Springer-, Thema ist dank Pandemie hochak- wünscht Ihnen im Namen der ABC-
Palgrave Macmillan- und Adis-Portfo- tuell. Redaktion
lios sowie den Academic Journals auf • Im Januar des neuen Jahres feiert Nicola Oberbeckmann-Winter
nature.com zugreifen und sie für wei- Analytical and Bioanalytical Che- Managing Editor ABC, Springer
tere Forschungsvorhaben nutzen. mistry seinen 20. Geburtstag.4) Bei (ORCID iD 0000–0001–9778–1920)
Wie auch schon bei vorherigen Ver- Redaktionsschluss waren 54 Beiträ-
einbarungen profitiert auch ABC. ge online. Folgen werden ein Inter- Literatur
1) https://theanalyticalscientist.com/power-
view mit allen Editoren sowie ein
list/2021
Neues … aus dem Editorial Board Analytical Challenge von unserem
2) https://tinyurl.com/5rdsck9j
W Sie wollten schon immer mehr Advisory-Board-Mitglied Juris Meija. 3) https://tinyurl.com/a3kymm6f
über die ABC-Herausgeber erfahren? Lassen Sie sich überraschen! 4) https://tinyurl.com/27uf5yad
In dem kommenden Anniversary
Issue lesen Sie ein virtuelles Inter-
view mit dem Editoren-Team. Fotos
und Kurzlebensläufe finden Sie im So lesen Sie ABC
C online
„Meet the contributors“ derselben
Ausgabe und auf der ABC-Homepage. W Alle ABC C-Ausgaben und Topical Collections sind online unter: www.springer.
Darüber hinaus wurden drei der com/abc. Der Klick in der rechten Spalte unter „Explore“ auf „Volumes and issues“
ABC-Herausgeber und -Herausgebe- führt zur Übersicht über die ABCC-Hefte („Volumes“), zu den noch keinem Heft zu-
rinnen kürzlich durch Aufnahme in geordneten Beiträgen („Online First“) und zu den Themenschwerpunkten
die Power List 2021 des Analytical („Collections“). Mitglieder der Fachgruppe Analytische Chemie greifen über den
Scientist geehrt: Adam Woolley, Antje Mitgliederbereich MyGDCh auf den gesamten Online-Inhalt von ABC C zu:
Baeumner und Luigi Mondello.1) Sie www.gdch.de / MyGDCh / Fachgruppen exclusiv / FG Analytische Chemie
befinden sich in guter Gesellschaft
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