GDCh: Chem. Ing. Tech. 7/2014

HighChem und Aktuelle Wochenschau Chemie einfach verständlich für jedermann – geht das überhaupt? Die Idee für das Projekt „Aktuelle Wochenschau“ und „High- Chem hautnah“ stammt aus dem Jahr der Chemie 2003 von Professor Dr. Katharina Kohse-Höinghaus. Sie setzte es mit der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie (DBG) um, wobei 2003 jede Woche ein Beitrag zur Physika- lischen Chemie im Internet erschien. Diese Beiträge wurden 2004 bearbeitet und in der ersten HighChem-Broschüre ver- öffentlicht. Seit 2005 führt die Gesellschaft Deutscher Chemi- ker (GDCh) diese Projektidee fort. Die Intention ist es, einer breiten Öffentlichkeit die Teildisziplinen der Chemie auf ver- ständliche Weise näher zu bringen und vor allem Lehrer und Oberstufenschüler über aktuelle Themen aus der Chemie zu informieren. Dazu erscheint ein ganzes Jahr lang zu einem Hauptthema jede Woche ein neuer Artikel, der im Internet unter http://www.aktuelle-wochenschau.de/ zu finden ist. Am Anfang des folgenden Jahres werden diese für die HighChem- Broschüre aufbereitet, die als Print-Ausgabe in einer Auflage von 10000 Exemplaren erscheint. Im Jahr 2005 konnte so die GDCh-Fachgruppe der Analytischen Chemie ein umfassendes Bild ihrer Arbeit abgeben. 2006 stellten die Fachgruppe Ange- wandte Elektrochemie (jetzt Fachgruppe Elektrochemie), 2007 die Fachgruppe Lackchemie, 2008 die GDCh-Arbeitsgemein- schaft Nachhaltige Chemie (mittlerweile eine GDCh-Fachgrup- pe), 2009 die Lebensmittelchemische Gesellschaft, 2010 die GDCh-Arbeitsgemeinschaft Chemie und Energie, 2011 die Fachgruppe Bauchemie, 2012 der Arbeitskreis Chancengleich- heit in der Chemie sowie 2013 die Fachgruppe Biochemie jede Woche einen Beitrag in die Aktuelle Wochenschau ein. Von DNA-Konstruktion zu Vampirmythen – wie Bio- chemie unser Leben bestimmt Demzufolge erwartet die HighChem-Leser dieses Jahr eine spannende Mischung, die es in sich hat: 57 Beiträge zu bio- chemischen Themen, bebildert und kommentiert. Ja – in der Tat: Es werden erstmals mehr als 52 Beiträge eingebracht. Und anders als in den vergangenen Jahren wurde 2013 nicht renommierten Wissenschaftlern aus allen Teilen Deutsch- lands das Wort überlassen, sondern es wurden fast ausschließ- lich Studierende einbezogen. Der überwiegende Teil der inte- ressanten Artikel für die Aktuelle Wochenschau entstand im Rahmen des Studienprojekts „HighChem – Schreiben für die Biochemie“ am Fachbereich Chemie der Technischen Univer- sität Darmstadt. Betreut wurden die Studierenden von Profes- sor Dr. Harald Kolmar und Professor Dr. Katja Schmitz. Die Idee der Darmstädter Schreibschule griff Professor Dr. Sabine Müller an der Universität Greifswald auf; sie gründete die Greifswalder Schreibschule, aus der immerhin elf Beiträge hervorgingen. Im dritten Wochenschaubeitrag begrüßt eine Vogelspinne beim Erlegen einer Eidechse die Leser, die sich hier über Toxine aus Spinnen und Kugelschnecken für den Einsatz in Diagnostik und Therapie informieren können. Von der Schmerzwahrnehmung eines aus dem Schlaf gerissenen Herrn C. kommt der Autor über geknotete Miniproteine zur Tumordiagnostik. Im vierten Wochenschaubeitrag beschreibt ein Autorenteam, ausgehend von einer leckeren, an einer Imbissbude eingenommenen Currywurst, wie es zu den Emp- findungen Hitze, Schärfe und Schmerz kommt. Hauptthema sind hier Rezeptoren. Woche 17 befasst sich unter der Über- schrift „Leben vom Reißbrett“ mit der künstlichen Erschaf- fung von Genomen. Wissenschaftlern um den US-Amerika- ner J. Craig Venter und Nobelpreisträger Hamilton Othanel Smith ist es 2010 erstmals gelungen, ein bekanntes Genom chemisch zu synthetisieren, dieses in ein genomfreies Bak- terium einzuschleusen und es zur Zellteilung zu bringen. Die studentischen Autoren relativieren die Horrorfilm-Vorstel- lungen: Sie stellen fest, dass hier kein künstliches Leben erschaffen wurde, sondern bereits vorhandenes manipuliert wurde. Dennoch kommen sie zu dem Schluss, dass die geglückte Neuausstattung einer lebenden Bakterienzelle mit einem Genom ein wissenschaftliches Novum und eine techni- sche Meisterleistung ist, die gespannt in die Zukunft blicken lässt. Den Mythos um das Fabelwesen Vampir klären die Studenten in der 21. Woche auf. Demnach ähneln die Symptome der als „Morbus Günther“ bekannten Krankheit in vielerlei Hinsicht den überlieferten Eigenschaften der mystischen blutrünstigen Wesen. Morbus Günther, fachlich als kongenitale erythro- poetische Porphyrie (CEP) bezeichnet, ist eine angeborene Störung der Aktivität eines Enzyms der Porphyrin-Synthese. Porphyrine werden als Grundbausteine vieler enzymatischer Cofaktoren im gesamten Stoffwechsel benötigt. Eine Erkran- kung an CEP verursacht aufgrund der enzymatischen Fehl- funktion eine verminderte Produktion von Häm sowie die Entstehung und Anreicherung von nicht-metabolischen Inter- mediaten der Häm-Synthese im Körper. Die Erkrankten sind oft sehr blass und stark lichtempfindlich. Bei Kontakt mit Sonnenlicht vor allem an Gesicht und Händen leiden die Betroffenen höllische Qualen durch verbrennungsähnliche Wunden. Diese starke Unverträglichkeit kann biochemisch auf Ablagerungen der Fehlmetabolite in der Haut zurück- geführt werden, welche durch ultraviolettes Licht angeregt werden. Der Beitrag aus der 28. Woche gewährt einen Einblick in die molekulare Anatomie des Spinnenfadens, und eine Woche später erfahren die Leser, dass es „Wirbeltiere ohne Blut“ bzw. ohne Hämoglobin im Blut gibt. Neben diesen hochinteressan- ten Beispielen steht eine große Palette an weiteren bunten Themen aus dem Bereich der Biochemie in der diesjährigen HighChem-Broschüre bereit, die zur im Juli 2014 in Berlin stattfindenden internationalen Tagung der Fachgruppe Bio- chemie erscheinen wird. Alle HighChem-Broschüren sind kostenlos bei der GDCh er- hältlich (Tel.: (069) 79 17 327, E-Mail: [email protected]). 933 Chemie Ingenieur Technik 2014, 86, No. 7, 933–934 © 2014 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.cit-journal.com Wasser – das kostbare Gut im Fokus der Aktuellen Wochenschau 2014 Dieses Jahr hält die Wasserchemische Gesellschaft das Ruder in der Hand. Woche für Woche erfahren die Leser alles über die breite Aufgabenvielfalt der Wasserchemiker. Kein Gut wird so sehr kontrolliert wie unser Trinkwasser. Viele Techniken zur Aufbereitung sind bekannt und erprobt. Doch ständig kommen neue Stoffe dazu, die neue Techniken erfordern. Es gilt, die Stoffe zu detektieren, in ihrer Bedenk- lichkeit einzustufen und gegebenenfalls wieder aus dem Wasser zu entfernen. Deshalb befassen sich die Beiträge vor allem mit verschiedenen Analyseverfahren, mit Filtrations- techniken sowie mit Trinkwasserüberwachung und Mikro- organismen. Wasser ist voller Leben. Seine Hauptbewohner, die Mikroorga- nismen, sind nur mit sehr großem Aufwand daraus zu entfer- nen. Besonders beliebte Besiedlungsräume sind die Grenzflächen des Wassers. Der Beitrag der 14. Wochenschau befasst sich mit den so- genannten Biofilmen. Sie bestehen aus Mikro- organismen und deren extrazellulären polyme- ren Substanzen (EPS). EPS bestehen aus Poly- sacchariden, Proteinen, Nukleinsäuren und Lipiden, dienen dem Schutz der Mikroorganis- men und ermöglichen den Austausch zwi- schen den einzelnen Zellen. Sie sind die ältes- te, erfolgreichste und am weitesten verbreitete Form des Lebens auf der Erde. Biofilme bilden sozusagen die „globale Putzkolonne“. Sie sind die Träger der Selbstreinigungskräfte der Natur und in der Lage, in Gewässern, Böden und Sedimenten organische Stoffe abzubauen. Diese Fähigkeit wird technisch in gewaltigem Maßstab genutzt, zum Beispiel bei der biologi- schen Abwasserbehandlung, bei der Bodenfil- tration und den biologischen Filtern der Trink- wasseraufbereitung. Biofilme können aber auch am falschen Ort und zur falschen Zeit auftreten. Ein Beispiel ist das sogenannte Bio- fouling, wenn Biofilme sich auf Membranen in der Wasser- technik entwickeln. Dann verstärkt sich der hydraulische Widerstand der Membranen, was zur Konzentrationspolarisa- tion und auch zum Druckabfall führt. Auf dem Gebiet der Bio- filme muss noch viel verstanden werden, um die sich bieten- den Vorteile zu nutzen und Nachteile zu unterbinden. Im 16. Wochenschaubeitrag wird das Thema Hydraulic Frac- turing (Fracking) kritisch unter die Lupe genommen. Der Arti- kel führt Wissenslücken bezüglich Fracking-Chemikalien, der Biogeochemie und der Prozesse im Untergrund auf und erör- tert deren Bedeutung. Die Wasserchemie kann hier noch wichtige Forschungsbeiträge leisten – doch es müssen auch die Weichen von Politik und Industrie richtig gestellt werden. Auch Krankheitserreger im Wasser werden im Laufe des Jah- res noch ein zentrales Thema darstellen. Besonders befasst ist man nach Vorfällen im vergangenen Jahr in Warstein und Ulm mit dem Vorkommen, der Bedeutung und Bekämpfung von Legionellen. Diese können als gefährliche Krankheitserre- ger im Trinkwasser, Abwasser oder in Rückkühlwerken auftre- ten und sich im Temperaturbereich zwischen 25 und 50 °C besonders stark vermehren. Ihr Nachweis im Abwasser ist noch schwierig, an besseren Verfahren wird zurzeit geforscht. Für die Zukunft ist zu erwarten, dass das Risiko der deut- lichen Legionellenvermehrung im Warmwasser erhalten bleibt. Denn durch Maßnahmen zur Energieeinsparung über verminderte Trinkwassertemperaturen wird den Bakterien ein perfekter Lebensraum geboten, der noch idealer wird, wenn auch an Wasser gespart wird und sich die Standzeiten in den Leitungen erhöhen. Wer Interesse an Themen rund um Wasser hat, wird mit Gewinn die Aktuelle Wochenschau 2014 studieren – www. aktuelle-wochenschau.de. Eisfische leben in der Antarktis. Aufgrund der durch die Kälte bedingten niedrigen Stoffwechselaktivität der Tiere stellt die Synthese von ausreichend Hämoglobin ein erhebliches Problem dar. Der Verzicht auf das komplexe Enzym ermöglicht eine hohe Energieersparnis. Der Sauerstoff der Eisfische wird nicht chemisch an Hämoglobin gebunden, sondern physikalisch im Blut gelöst, wobei die niedrige Körpertemperatur die Löslichkeit von Sauerstoff begünstigt. Aufgrund der fehlenden roten Färbung waren die Fische lange als „blutlos“ bekannt. Häufig eingesetzte Chemikalien beim Fracking zur Förderung unkonventioneller Gasvorkommen. 934 www.cit-journal.com © 2014 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Chemie Ingenieur Technik 2014, 86, No. 7, 933–934