Kinderuni: Sonja Herres-Pawlis erklärt die Welt der Chemie

Kinderuni : Sonja Herres-Pawlis erklärt die Welt der Chemie

Irgendwas ohne Chemie – das gibt es eigentlich nicht. Denn sobald Stoffe umgewandelt werden, ist das Chemie. „Atmen und Verdauen ist schon Chemie“, erläutert die Dozentin der letzten Kinderuni in diesem Jahr, Professorin Sonja Herres-Pawlis vom Institut für Anorganische Chemie der RWTH Aachen, im Gespräch mit Rauke Xenia Bornefeld.

Frau Herres-Pawlis, können Sie erklären, was Chemie ist?

Sonja Herres-Pawlis: Die Umwandlung von Stoffen. Nicht nur von Menschen hervorgerufen, sondern grundsätzlich. Zum Beispiel im menschlichen Körper, wenn wir Zucker verdauen. Gesteinsbildung ist im Detail auch ein chemischer Prozess. Die Dolomiten sind aus Dolomit, ein Magnesiumcarbonat-Kalziumcarbonat. Das ist alles Chemie. Ohne Chemie wäre unsere Welt nicht denkbar. Atmen und Verdauen ist schon Chemie.

Seit wann nutzt die Menschheit chemische Prozesse?

Herres-Pawlis: Seit mindestens 7000 Jahren, also seit den Ägyptern. Sie haben zum Beispiel für ihre sehr ausdrucksstarke Schminke Bleisalze verwendet. Sie haben auch schon begonnen, die alkoholische Gärung zu nutzen. Sie haben verschiedene Konservierungsmittel ausprobiert, und sie haben Keramik, Glas und Legierungen aus Bronze hergestellt. Das ist ein Teilbereich der Chemie.

Wo begegnet Kindern Chemie im Alltag?

Herres-Pawlis: Ich denke, mit dem ersten Fieberzäpfchen. Der Wirkstoff Paracetamol wird von der chemischen Industrie hergestellt.

Ich dachte, das ist Pharmakologie?

Herres-Pawlis: Pharmakologie untersucht, wie Substanzen auf den menschlichen Körper wirken. Die Herstellung von Paracetamol ist ein chemischer Prozess. Wann und in welcher Dosis der Wirkstoff angewendet werden sollte, damit beschäftigt sich die Medizin.

Wann finden Sie selbst Chemie besonders aufregend?

Herres-Pawlis: Wenn ich mit meinen Doktoranden über aktuelle Forschungsergebnisse diskutiere. Gerade haben wir die schnellsten Polylactid-Katalysatoren im Labor entwickelt.

Das müssen Sie erklären!

Herres-Pawlis: Polylactid ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der mit Hilfe eines Katalysators aus Lactid hergestellt wird. Lactid wird wiederum aus Zucker hergestellt. Den schnellsten und robustesten Katalysator haben wir in diesem Jahr selbst im Labor hier an der RWTH hergestellt – nach zwölf Jahren Forschungsarbeit. Interessant daran ist, dass wir diese Katalysatorfamilie auf der Basis von Eisen und Zink entwickelt haben. Bislang wurden zur Herstellung von Bio-Kunststoffen Zinn-Katalysatoren verwendet. Die wirken aber giftig auf den menschlichen Organismus und werden beim biologischen Abbauprozess wieder freigesetzt. Würden also deutlich mehr Bio-Kunststoffe mit Zinn-Katalysatoren als bisher verwendet, würde sich in den Kompostanlagen des Landes zu viel davon anreichern. Mit Zink und Eisen haben wir für dieses Problem nun eine umweltverträgliche Lösung gefunden.

Ist das auch die Lösung für das viele Plastik im Meer?

Herres-Pawlis: Nicht für das, was schon drin ist. Aber wir können dazu beitragen, dass nicht noch mehr unverrottbares Plastik hineinkommt. Eine herkömmliche PET-Flasche schwimmt 450 Jahre im Meer, bevor sie zersetzt ist. Die Bio-Kunststoffe brauchen in einer Kompostanlage drei Monate, bis sie abgebaut sind. Im Meer oder in der Landschaft wären es sechs.

Die Herstellung von Bio-Kunststoffen ist also kein Problem?

Herres-Pawlis: Nein, sie sind im Moment allerdings noch ein wenig teurer, weshalb viele Industriezweige doch noch darauf verzichten. Es gibt auch kein Ressourcenproblem bei den Bio-Kunststoffen, auch weil die Herstellung nicht zwingend in Konkurrenz zur Lebensmittelindustrie stehen muss. Die Abfälle der Zuckerindustrie sind ein guter Rohstoff. Kunststoff lässt sich auch aus Maisstroh herstellen. Damit beschäftigt sich allerdings nicht so sehr die Chemie, sondern eher die Biotechnologie. In der Qualität und Vielfalt sind Bio-Kunststoffe den herkömmlichen Kunststoffen tatsächlich ebenbürtig. Sie sind eine Lösung für unser Plastikproblem: Sie machen uns unabhängiger vom Erdöl, und sie sammeln sich nicht auf ewig in der Umwelt an. Wenn jetzt noch die Katalysatoren ungiftig sind, spricht nichts mehr gegen sie.

Gibt es noch andere Lösungen aus der Chemie für globale Probleme?

Herres-Pawlis: Wir entwickeln zum Beispiel auch Oxidations-Katalysatoren, die es ermöglichen, Produktionsprozesse energiesparender zu gestalten. Wenn es möglich ist, einen Prozess nicht bei 200, sondern nur noch bei 100 Grad Celsius zu fahren, spart das eine Menge Strom und Energie. Die gesamte Chemie untersucht eine Vielzahl an Prozessen, so dass zum Beispiel Fassaden besser gedämmt werden, Autos sauberer fahren, Batterien länger halten, Solarstrom gespeichert werden kann und so weiter. Da gibt es viele Beiträge zum Kampf gegen den Klimawandel.

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