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Nanospalten, molekulare Rührer und Relais

Mut zur Lücke
Nanospalten, molekulare Rührer und Relais:
Ansatzpunkte für die künstliche Photosynthese?

Winzige Hohlräume in Enzymen und Rezeptoren sind der Ort, an dem biochemische Reaktionen ablaufen. Solche nur einige Millionstel Millimeter messenden “Nanospalten” lassen sich beispielsweise auch in künstlichen Membranen erzeugen und könnten für katalytische Reaktionen genutzt werden. Im Laufe ihrer Untersuchungen machte eine Berliner Forschergruppe um Jürgen-Hinrich Fuhrhop eine überraschende, bisher einmalige Beobachtung: Wasserlösliche Substanzen, die bestimmte Strukturelemente des Zuckers Glucose enthalten, werden in künstlichen Membranlücken wochenlang fest gehalten, auch wenn sie im Kontakt mit Wasser stehen, das die Substanz nicht enthält. Dem “Glucosetyp” entsprechen einige Sechs- und Fünfring-Moleküle, die alle eine hydrophile (wasserfreundliche) und eine hydrophobe (wasserabweisende) Kante ober- und unterhalb oder links und rechts von der starren Ringebene aufweisen. Mit der hydrophoben Kante lagern sie sich fest an die ebenfalls hydrophoben Wände der Membranlücke an und kleiden diese vollständig aus. Mit ihrer hydrophilen Kante binden sie Wassermoleküle. Das Besondere dabei: Diese Kante passt genau zu der hexagonalen Struktur, die Wassers in gefrorenem Zustand einnimmt. Alle Wassermoleküle in der Nanospalte werden so in der Eisstruktur fixiert. Über Wochen können weder die Glucosetyp-Moleküle, deren wirksamste Vertreter Cellobiose, Tyrosin und Ascorbinsäure sind, aus der wassergefüllten Membranlücke in das benachbarte Volumenwasser austreten, noch gelangen Salze in die Spalte hinein. “Dieses Phänomen könnte eine Rolle bei der Erkennung der Zuckermuster bestimmter Botenstoffe an Zelloberflächen spielen,” vermutet Fuhrhop.
10 % Ethanol im Volumenwasser zerstören die “Eisstruktur” in der Membranlücke. Ebenso wirkt ein schmales organisches Ion (Dimethylviologen), das von einem angelegten elektrischen Potenzial in die Lücke gezogen und durch zyklische Veränderungen des Potenzials bewegt wird. Innerhalb weniger Minuten “rührt” das Molekül die Spalte frei. Auch für diese Phänomene finden sich Analoga in der Natur: Die reversible Membran-Zerstörung durch Alkohol und über den zellulären Energieträger ATP getriebene “Rührer”.
Fuhrhop hofft, mit seinen Membranspalten ein künstliches Photosynthese-System entwickeln zu können. Die unbeweglichen Tyrosin- und Ascorbinsäure-Moleküle am Rand der Nanospalten bieten sich dabei als “Relais” für den Elektronentransfer – einem wichtigen Schritt bei der Photosynthese – zwischen Molekülen am Boden und am Rand der Membranlücken an. Der molekulare Rührer könnte “verbrauchte” Moleküle aus den Nanospalten hinaus befördern und so für Nachschub sorgen.

‘2002 ist das Jahr des Übergangs.

Leverkusen – “2002 ist das Jahr des Übergangs, in dem wir die Voraussetzungen für das künftige Wachstum des Bayer-Konzerns schaffen.” Das sagte Werner Wenning, Vorstandsvorsitzender der Bayer AG, am Donnerstag, 1. August, anlässlich der Veröffentlichung des Halbjahresergebnisses. “Hohe Priorität haben für uns die Neustrukturierung des Konzerns, die schnelle Integration von Aventis CropScience sowie Maßnahmen, um das Healthcare-Geschäft wieder auf eine bessere Basis zu stellen.” Konsequent weiter vorantreiben werde Bayer auch die Umsetzung der Kostenstrukturprogramme, mit denen der Konzern in diesem Jahr weitere 0,5 Milliarden Euro einsparen wolle. “Wir müssen im Interesse der Aktionäre, Kunden und Mitarbeiter dafür sorgen, dass unser Unternehmen ab dem nächsten Jahr wieder auf einen nachhaltigen Wachstumspfad zurückkehrt”, bekräftigte der Bayer-Chef.

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BASF und Dow wollen gemeinsam eine Prozess-Technologie.

Pressemitteilungen

aus der BASF-Gruppe

BASF und Dow wollen gemeinsam eine Prozess-Technologie zur Herstellung von Propylenoxid entwickeln 01.08.02
P 260

BASF und Dow Chemical Company wollen gemeinsam eine Technologie zur Herstellung von Propylenoxid (PO) auf der Basis von Wasserstoffperoxid als wesentliches Rohmaterial entwickeln. Das gaben die Unternehmen heute (01.08.2002) bekannt. Beide Unternehmen halten bereits bedeutende Patente auf diesem Arbeitsgebiet und besitzen große Erfahrungen beim Betrieb von Pilotanlagen, die alle wichtigen Verfahrensstufen des Wasserstoffperoxid-PO-Prozesses abbilden.

Die von Dow verwendete Wasserstoffperoxid-PO-Technologie wurde beim Erwerb des Polyurethan-Geschäfts von EniChem im Jahre 2001 übernommen. Enichem war Vorreiter bei Wasserstoffperoxid-Prozessen und hält zahlreiche Patente, die bis in die frühen 1980er Jahre zurückreichen. Die BASF entwickelt ihre Wasserstoffperoxid-PO-Technologie seit 1995 und befindet sich jetzt in der Abschlussphase.

“Verglichen mit traditionellen Verfahren ist die PO-Produktion auf der Basis von Wasserstoffperoxid deutlich kostengünstiger. Ein weiterer Vorteil ist, dass keine Nebenprodukte anfallen”, sagte Bob Wood, Business Group President von Dow Thermosets. Dow Thermosets umfasst die Geschäftseinheiten Propylenoxid und Propylenglykol sowie Polyurethane, Polyurethan-Systeme, Epoxide und Zwischenprodukte.

“Wir sind überzeugt, dass wir durch die Bündelung der Stärken beider Unternehmen in Forschung und Entwicklung die Wasserstoffperoxid-PO-Technologie weiter verbessern und die Kommerzialisierung beschleunigen können”, sagte Dr. John Feldmann, Vorstandsmitglied der BASF Aktiengesellschaft und verantwortlich für das Segment Kunststoffe und Fasern, zu dem die globale Geschäftseinheit Polyurethane gehört. “Ein direktes Verfahren, bei dem keine Nebenprodukte anfallen, eröffnet uns einen flexiblen Handlungsspielraum bei der Entscheidung, wo und wann wir investieren”, sagte Feldmann.

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Deutsch-Französische Kooperation im Chemie-Studium

Reform für gemeinsame Studieninhalte und Multimedia-Einsatz

Deutschland und Frankreich gehen bei der Reform des Chemiestudiums künftig gemeinsame Wege. Dabei soll die Darstellung der Studieninhalte neu festgelegt und moderne Multimedia-Angebote entwickelt werden, teilte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) am Donnerstag in Berlin mit. Das Fachinformationszentrum Chemie (FIZ Chemie Berlin) und die in der französischen Wissenschaftsorganisation Fédération Gay-Lussac (FGL) zusammengefassten französischen Grandes Ecoles d’Ingenieurs schlossen ein entsprechendes Abkommen.

Seit April 1999 bis Ende 2003 fördert das BMBF mit rund 21 Millionen Euro das Projekt “Vernetztes Studium – Chemie” für die Entwicklung einer elektronischen Lehr- und Lernplattform und die multimediale Aufbereitung von Modulen für ein komplettes Chemie-Basisstudium. Von Anfang an waren 16 Chemie-Lehrstühle an 13 deutschen Universitäten in acht Bundesländern sowie zwei englische Hochschulen und die Schweizer Eidgenössische Technische Hochschule in Zürich beteiligt.

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Neue Standards für die Luftreinhaltung

Für die Reinhaltung der Luft gelten künftig anspruchsvollere Standards. Die von der Bundesregierung auf den Weg gebrachte neue Technische Anleitung (TA) Luft wurde heute veröffentlicht und tritt damit zum 1. Oktober dieses Jahres in Kraft. Mit der neuen TA Luft wird den Behörden wieder ein modernes Instrument zur Luftreinhaltung an die Hand gegeben, welches zugleich zu mehr Rechtssicherheit und damit Planungssicherheit bei der Genehmigung von Anlagen führt. Sie konkretisiert die Anforderungen, die bei der Genehmigung von industriellen und gewerblichen Anlagen von den zuständigen Vollzugsbehörden zu beachten sind. Dies hilft den Behörden und der Wirtschaft.

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1. Halbjahr 2002: WACKER erreicht Ergebniswende trotz anhaltender Marktschwäche

WACKER schneidet trotz Umsatzrückgang im Halbjahresergebnis 2002 besser ab als im Vorjahr. Der Konzernumsatz liegt mit 1,4 Mrd. Euro rund 10 Prozent unter dem hohen Vorjahreswert. Eine wesentliche Rolle spielt dabei der erhebliche Preisdruck auf fast allen Märkten, der sich negativ auf das wertmäßige Volumen auswirkt.

Nach dem drastischen Einbruch auf dem Halbleitermarkt im Vorjahr belebte sich die Nachfrage in den ersten Monaten 2002, so dass ab Ende April wieder in allen Werken des In- und Auslandes zur vollen Produktion ohne Kurzarbeit zurückgekehrt wurde. Eine weitere Erholung im Halbleitermarkt im Sinne einer durchgreifenden Wende wird für das zweite Halbjahr 2002 nicht mehr erwartet.

Die Chemie-Bereiche konnten im Vorjahresvergleich ihr Umsatzvolumen trotz des auch hier vorherrschenden enormen Preisdrucks und der konjunkturellen Schwächen halten

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Briefe von Einstein, Planck und Born auf dem Dachboden eines Privathauses

Briefe der Nobelpreisträger Max Planck, Walther Nernst, Albert Einstein, Peter Debye und Max Born an den Mathematiker David Hilbert (1862 bis 1943), die zeitweilig als verschollen galten, sind auf dem Dachboden eines Göttinger Privathaushaltes gefunden worden. Die insgesamt 132 Schriftstücke aus den Jahren 1892 bis 1932, die zudem Schreiben der Physiker Arnold Sommerfeld und Peter Ehrenfest, der Mathematiker Richard Courant und Hermann Weyl sowie einen Schriftwechsel mit dem preußischen Kultusministerium umfassen, hat der Historiker Klaus P. Sommer im Nachlass des Göttinger Mathematik-Dozenten Franz Rellich entdeckt. Die zum größten Teil noch nicht publizierten Briefe, die politische Ereignisse insbesondere um 1918 widerspiegeln, aber auch mathematisch-physikalische Erfindungen behandeln, sind von der Witwe des 1955 verstorbenen Wissenschaftlers verwahrt worden. Nach ihrem Tod im Jahr 2000 hat die Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek (SUB) diese “Quellen aus der großen Zeit der Physik Anfang des 20. Jahrhunderts” erworben und sie der Forschung zugänglich gemacht. Sommer, der Mitarbeiter am Institut für Wissenschaftsgeschichte der Universität Göttingen ist, wird die Ergebnisse seiner Nachforschungen über den Weg der Schriftstücke in den “Berichten zur Wissenschaftsgeschichte” (Berlin) veröffentlichen.

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Wirkung von Umweltchemikalien – Endokrinologen-Kongress in Bonn

Im hochkomplexen Räderwerk des Organismus spielen Hormone eine zentrale Rolle. Als Botenstoffe sorgen sie zusammen mit dem Nervensystem für die reibungslose Kommunikation zwischen Zellen und Organen. Endokrinologen versuchen, diese Zusammenhänge zu ergründen. Dabei spielen auch angewandte und umweltrelevante Aspekte eine Rolle, zum Beispiel die hormonähnliche Wirkung von Umweltchemikalien. Mit diesem und vielen anderen aktuellen Themen beschäftigen sich Biologen und Mediziner auf einem internationalen Kongress, der vom 26. bis 30. August 2002 an der Universität Bonn stattfindet.
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Automatische Spürnase für Chlorid

Nachdem technische Anlagen abgebaut wurden, bleibt nicht selten ein kontaminierter Boden zurück. Handelte es sich um Metall verarbeitende Betriebe, solche der Textilfertigung und -reinigung, Lackherstellung oder Tierkörperverwertung, so ist der Untergrund oft mit den zuvor verwendeten chlorhaltigen Lösungsmitteln verunreinigt. Um die Konzentration wieder unter den gesetzlich festgelegten Grenzwert zu senken, setzen Sanierungsbetriebe zunehmend elegante Verfahren ein, die mit Bakterien arbeiten. Ohne das Erdreich bewegen zu müssen, fressen spezialisierte Stämme selbst hochgiftige halogenierte organische Verbindungen und wandeln sie in harmloses Chlorid, Wasser und Kohlendioxid um. Viele solcher Arten können aus normalen Bodenproben isoliert werden. Um die Fähigkeiten solcher Organismen zu untersuchen, setzen Wissenschaftler Verfahren ein, die meist das freigesetzte Chlorid messen. Wissenschaftler in Stuttgart haben ein Messgerät gebaut, das automatisch viele Proben abarbeitet. Es eignet sich ebenso für Medizin und Pharmazie oder um Reinstwasser zu überwachen. Das Besondere: Bei sehr geringen Probevolumina ist es empfindlicher als vergleichbare Verfahren.
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