Herausforderungen an die Abgasreinigung von morgen - Deutsche ...
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6/2006<br />
BBPCAX 101 (8) 1083-1196 (1998)<br />
ISSN 0005 – 9021<br />
No. 6 – November 2006<br />
BUNSENMAGAZIN<br />
� Leitartikel<br />
Neues <strong>von</strong> der<br />
Unterrichtskommission S. 161<br />
� Aspekte<br />
Microemulsions:<br />
From Sience to Application S. 163<br />
Herausforderung <strong>an</strong> <strong>die</strong><br />
<strong>Abgasreinigung</strong> S. 173<br />
� Aktuelles<br />
Ostwaldtage in Leipzig S. 180<br />
� Tagung<br />
Symposium: Qu<strong>an</strong>tum Chemistry<br />
- Methods <strong>an</strong>d Applications S. 183
INHALTSVERZEICHNIS<br />
LEITARTIKEL<br />
ASPEKTE<br />
AKTUELLES<br />
TAGUNG<br />
NACHRICHTEN<br />
ZEITSCHRIFT FÜR<br />
PHYSIKALISCHE CHEMIE<br />
GDCH<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 5/2006<br />
Katharina Al-Shamery<br />
Neues <strong>von</strong> der Unterrichtskommission 161<br />
Thomas Sottm<strong>an</strong>n<br />
Microemulsions: From Science to Application 163<br />
Jürgen Giesshoff<br />
Herausforderung <strong>an</strong> <strong>die</strong> <strong>Abgasreinigung</strong> <strong>von</strong> <strong>morgen</strong> 173<br />
Klaus Funke<br />
Zur Eröffnung der Zweiten Ostwaldtage in Leipzig 180<br />
Thomas Heine<br />
42. Symposium für Theoretische Chemie: Qu<strong>an</strong>tum Chemistry<br />
- Methods <strong>an</strong>d Applications 182<br />
Grußworte für Peter C. Schmidt 185<br />
Personalia, Ver<strong>an</strong>staltungen/Events 187<br />
Ausschreibungen 187<br />
Inhalt 8 und Inhalt 9 (2006) 189<br />
Die GDCH und das III. Reich 190<br />
Zum Titelbild<br />
Jahresmittelwerte der Feinstaubbelastung (Partikel 10 �m<br />
Durchmesser) in Deutschl<strong>an</strong>d im Jahre 2005 mit nebenstehender<br />
Farbko<strong>die</strong>rung, siehe Artikel <strong>von</strong> Jürgen Gieshoff,<br />
Seite 173.<br />
Die Daten wurden vom Umweltbundesamt zur Verfügung gestellt.<br />
160
LEITARTIKEL<br />
Katharina Al-Shamery<br />
Bachelor/Master?<br />
Nein, <strong>die</strong>se Frage<br />
wollen Sie nicht mehr<br />
hören. Einige <strong>von</strong> Ihnen<br />
stellen <strong>die</strong> Frage mit<br />
dem Unterton „Ist<br />
<strong>die</strong>s überhaupt noch<br />
ein Thema?“ Sie gehören<br />
zu denjenigen,<br />
<strong>die</strong> Meilensteine setzen<br />
wollen und reagieren,<br />
bevor <strong>die</strong> Masse losmarschiert.<br />
Sie haben<br />
schon erste Zeugnisse<br />
überreicht und verfolgen<br />
mit Interesse,<br />
wie <strong>die</strong>ser Berufsabschluss<br />
<strong>von</strong> der Indus-<br />
trie <strong>an</strong>genommen wird.<br />
....................<br />
Oder gehören Sie zu der Kategorie der Fleißigen, deren<br />
hundertseitige Modulh<strong>an</strong>dbücher gerade <strong>von</strong> den Akkreditierungseinrichtungen<br />
durchgesehen wurden (Herr Kollege<br />
Prof. Temps berichtete ausführlich in seinem Leitartikel<br />
des Bunsen-Magazins 4/2005, was zum Thema „Akkreditierung“<br />
gewusst werden muss; eine Stellungnahme aller<br />
Chemieorg<strong>an</strong>isationen zu den R<strong>an</strong>dbedingungen der Einführung<br />
des neuen Stu<strong>die</strong>nsystems ist zu fi nden unter : http://<br />
www.gdch.de/bub/info_neusg/chemorg.htm). Sie kämpfen<br />
sich nun durch <strong>die</strong> neuen Prüfungsordnungen und lernen<br />
mühsam, was w<strong>an</strong>n wie wo geprüft werden muss. Allein<br />
für das neue Qualitätssicherungssystem und <strong>die</strong> Prüfungsverwaltung<br />
sollte jede Universität etwa fünf hauptamtliche<br />
Mitarbeiter mindestens beschäftigen. Außerdem stellen Sie<br />
gerade fest, was inhaltlich dringend nochmals <strong>an</strong>gepasst<br />
werden sollte. Sie ändern Namen, wie z.B. „Zweifachbachelor“<br />
in „Zweifächerbachelor“ (ehemalige Lehramtsstu<strong>die</strong>ngänge),<br />
um künftig Anfragen zu vermeiden, ob der<br />
Einfachbachelor (alter Diplomstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g) z.B. in Physik<br />
weniger Mathematik enthielte als der Zweifachbachelor<br />
(schließlich hiesse er „einfach“).<br />
Oder sind Sie etwas l<strong>an</strong>gsamer, weil Sie endlos mit den<br />
Kollegen um jeden Leistungspunkt feilschen müssen? Denken<br />
Sie dar<strong>an</strong>: 2010 müssen Sie fertig sein!<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
NEUES VON DER UNTERRICHTSKOMMISSION<br />
Prof. Dr. Katharina Al-Shamery<br />
Universität Oldenburg, Fakultät V,<br />
Institut für Reine und Angew<strong>an</strong>dte Chemie<br />
Postfach 25 03, D-26111 Oldenburg<br />
Tel.: +49 (0) 441 798 38 53<br />
Fax: +49 (0) 441 798 28 09<br />
katharina.al.shamery@uni-oldenburg.de<br />
161<br />
Herr Kollege Prof. Blume berichtete im Bunsen-Magazin<br />
5/2005 über alle mit der Umstellung verbundenen Probleme<br />
inklusive der der Lehramtsstu<strong>die</strong>ngänge. Zur Erinnerung:<br />
Für Vorlesungen und Übungen rechnet <strong>die</strong> für <strong>die</strong> Akkreditierung<br />
führende ASIIN typischerweise 1,5 Leistungspunkte<br />
pro Semesterwochenstunde, für Praktika 0,6-0,8 (in PC eher<br />
noch mehr), wobei 45-50% Präsenzstunden gefordert sind.<br />
Wenn Sie g<strong>an</strong>z sicher gehen wollen, dass bei der Akkreditierung<br />
nichts schief läuft, ist eine Vorbesprechung bei der<br />
Akkreditierungsinstitution möglich und empfehlenswert.<br />
Schließlich dürfen wir <strong>die</strong> TU-9 nicht vergessen, <strong>die</strong> versuchen,<br />
ihre gerade wieder festgestellte Exzellenz in <strong>die</strong> Waagschale<br />
zu werfen, um den Diplomstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g doch noch<br />
zu retten! Es dürfte sehr schwer werden. Vor sieben Jahren<br />
unterschrieben 29 europäische Länder das Bologna-<br />
Abkommen, um bis zum Jahre 2010 ein <strong>die</strong> europäische Hochschull<strong>an</strong>dschaft<br />
vereinheitlichendes System zu schaffen.<br />
Leider wurde vergessen, ein europaweit einheitliches Kreditpunktesystem<br />
festzulegen. Das wäre hilfreich gewesen.<br />
Sogar für so etwas Triviales, wie <strong>die</strong> Gesamt<strong>an</strong>zahl der<br />
Leistungspunkte bis zum Bachelor gibt es in Europa zwei<br />
Modelle, g<strong>an</strong>z zu schweigen <strong>von</strong> einem einheitlichen Kreditpunkteschlüssel,<br />
der uniintern, teilweise sogar fachintern gelöst<br />
wird. Insgesamt ist der Vorlesungs<strong>an</strong>teil im Vergleich zu<br />
den alten Stu<strong>die</strong>ngängen gestiegen, wobei der Praktikums<strong>an</strong>teil<br />
europaweit gesehen immer noch besonders hoch ist.<br />
Übrigens, <strong>die</strong> ASIIN verleiht auch das Prädikat Eurobachelor.<br />
Die Hochschule muss sich eigeninitiativ darum bemühen.<br />
Bisher liegen in Deutschl<strong>an</strong>d nur 1-2 Anträge vor. Für den<br />
Erhalt <strong>die</strong>ses Prädikats spielt der Anteil des Praktikums am<br />
Gesamtstudium eine Rolle.<br />
Die Me<strong>die</strong>n sind des Lobes voll, wie schön schnell und praxisnah<br />
nun stu<strong>die</strong>rt werden k<strong>an</strong>n. Hier ist <strong>die</strong> ASIIN übrigens großzügig:<br />
Der Professionalisierungs<strong>an</strong>teil muss in den Modulh<strong>an</strong>dbüchern<br />
und in der Stu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>gsbeschreibung ausgewiesen<br />
sein, darf aber durchaus fachspezifi sch sein. Ob m<strong>an</strong><br />
den Master überhaupt noch machen sollte, wird diskutiert,<br />
oder ob m<strong>an</strong> direkt in den Beruf einsteigt. Die Besonderheiten<br />
einzelner Stu<strong>die</strong>ngänge können im Rahmen der so<br />
schönen Reform natürlich nicht berücksichtigt werden. Dass<br />
m<strong>an</strong> in Chemie in Deutschl<strong>an</strong>d bisher quasi promovieren<br />
musste, um eine <strong>an</strong>gesehene Stelle in der Industrie zu erhalten,<br />
hat in Europa Alleinstellungsmerkmal. Von den Fachverbänden<br />
in der Chemie gibt es daher ein eindeutiges Votum: Keine<br />
Quoten für den Überg<strong>an</strong>g vom Bachelor in den Master! Die<br />
großen Firmen wollen sich auf den neuen Markt einstellen.<br />
Doch eins ist jetzt schon klar: Im Wettbewerb werden <strong>die</strong> Fachhochschulbachelor<br />
sicher bevorzugt werden, da <strong>die</strong> Stu<strong>die</strong>ngänge<br />
<strong>von</strong> vornherein auf Praxisnähe <strong>an</strong>gelegt sind, während<br />
<strong>die</strong> Universitätsbachelor forschungsnäher gepl<strong>an</strong>t sind.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Was können wir Physikochemiker noch tun? Um <strong>die</strong> Qualität<br />
in unserem Fach zu sichern, stellen wir derzeit in der Unterrichtskommission<br />
zusammen, welche Strukturen <strong>an</strong> den<br />
einzelnen Universitäten aufgebaut worden sind. Eine Übersicht<br />
über <strong>die</strong> existierenden Physikochemie-Module wird<br />
demnächst über <strong>die</strong> Internetseite der Bunsen-Gesellschaft<br />
verfügbar sein. Wir wollen d<strong>an</strong>n inhaltliche Empfehlungen<br />
für Basismodule erarbeiten, um eine gewisse Austauschbarkeit<br />
im Bachelor-Stu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g zumindest in der Physikalischen<br />
Chemie zu gewährleisten, wenn es <strong>an</strong> <strong>die</strong> Überarbeitung<br />
der neuen Stu<strong>die</strong>ngänge geht. Im Master-Bereich<br />
wird jede Universität sicher ihre Spezialitäten verfolgen, so<br />
dass dort keine Absprachen erforderlich sind.<br />
Promotionsstu<strong>die</strong>ngänge? Diese Frage ist aus den gen<strong>an</strong>nten<br />
Gründen nun gerade in der Chemie <strong>von</strong> ausgesprochener<br />
Bedeutung. Auch hier gibt es einen Wust <strong>an</strong> Modellen. Die<br />
Rede ist <strong>von</strong> 12-60 Kreditpunkten pro Jahr. Einige Universitäten<br />
diskutieren einen alles übergreifenden Promotionsstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g<br />
für <strong>die</strong> gesamte Universität. Sogar Äußerungen<br />
<strong>von</strong> Politikern soll es geben, dass m<strong>an</strong> den Doktortitel über<br />
ein erfolgreiches Promotionsstudium erhalten k<strong>an</strong>n, ohne<br />
wissenschaftlich gearbeitet zu haben. Nun, da ist das Statement<br />
der Unterrichtskommission g<strong>an</strong>z leicht: Keine Trockenpromotion!<br />
In Empfehlungen der GDCh ist <strong>von</strong> mehrfachen<br />
schriftlichen Prüfungen pro Semester <strong>die</strong> Rede, damit <strong>die</strong><br />
Kreditpunkte für <strong>die</strong> Module verteilt werden können. Auch<br />
hier gibt es ein eindeutiges Votum aus der Unterrichtskommission:<br />
keine Klausuren in der reinen Promotionsphase!<br />
Die Unterrichtskommission hält maximal 3-4 Vorlesungen für<br />
sinnvoll. Ebenso heiß diskutiert wird, automatisch Bachelorstu<strong>die</strong>rende<br />
in den Promotionsstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g aufzunehmen,<br />
wenn ein bestimmter Notendurchschnitt erreicht wurde.<br />
Wie auch immer das im einzelnen geregelt wird, sollte klar<br />
sein, dass <strong>die</strong>se Stu<strong>die</strong>renden zunächst im ersten Jahr schwerpunktmäßig<br />
zusätzliche Vorlesungen besuchen sollten, wobei<br />
empfohlen wird, <strong>die</strong> Stu<strong>die</strong>renden d<strong>an</strong>n im ersten Jahr nicht zu<br />
bezahlen. Maximal 5-10% aller Promovierenden sollten <strong>die</strong>ses<br />
Privileg, direkt vom Bachelor in den Promotionsstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g<br />
zu wechseln, maximal erhalten. Die Bezahlung <strong>die</strong>ser<br />
LEITARTIKEL<br />
Stu<strong>die</strong>renden ist übrigens <strong>von</strong> eigener Problematik, ist der<br />
Bachelorabschluß ja schließlich berufsqualifi zierend. Eröffnet<br />
m<strong>an</strong> <strong>die</strong> Möglichkeit, einen Master als Zusammenfassung<br />
des ersten Teils der Promotion und bei erfolgreichem Besuch<br />
entsprechender Vorlesungen zwischenzeitlich einzureichen,<br />
wäre <strong>die</strong>s möglicherweise eleg<strong>an</strong>t gelöst. Da sicher<br />
keiner <strong>von</strong> uns insbesondere <strong>an</strong> den kleinen und mittelgroßen<br />
Universitäten unter Beschäftigungslosigkeit leidet,<br />
ist es sicher ebenfalls wichtig, dass externe Gutachter nur<br />
für das Prädikat „Summa“ her<strong>an</strong>gezogen werden sollten.<br />
Wenn m<strong>an</strong> neben dem eigentlichen Betreuer zusätzliche<br />
Mentoren obligatorisch während der Promotion einbeziehen<br />
will, sollte sich das auf einen beschränken. Vorträge auf<br />
Tagungen und Betreuung <strong>von</strong> Praktika sollten im Programm<br />
auftauchen. Denken Sie dar<strong>an</strong>, Ihre Promotionsstu<strong>die</strong>ngänge<br />
so forschungsnah wie möglich zu gestalten! Sommerschulen<br />
können dabei eine domin<strong>an</strong>te Rolle spielen. Solche<br />
Programme kosten natürlich viel Geld. Andererseits sollten<br />
keine Stu<strong>die</strong>ngebühren <strong>von</strong> Teilnehmern bezahlt werden, <strong>die</strong><br />
selber in der Lehre arbeiten. Dies wäre absurd. Möglicherweise<br />
werden kleinere Universitäten daher nicht automatisch<br />
Promotionsstu<strong>die</strong>ngänge in jedem einzelnen Fach<br />
<strong>an</strong>bieten können. Würde ein derartiger Promotionsstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>g<br />
damit automatisch zu einem Kriterium für „Elite“<br />
werden? Um doch noch mitzugestalten, gibt es <strong>die</strong> Möglichkeit<br />
interdisziplinäre Promotionsstu<strong>die</strong>ngänge in den<br />
Forschungsschwerpunkten der Universität einzurichten.<br />
Aber um alle Unsicherheiten auszuräumen: Das Promotionsrecht<br />
hat prinzipiell nach wie vor <strong>die</strong> Fakultät oder der Fachbereich.<br />
Dies ist verbrieftes Recht der Universitäten und<br />
k<strong>an</strong>n durch kein L<strong>an</strong>desgesetz einfach geändert werden.<br />
So wird es immer <strong>die</strong> Möglichkeit geben, auch außerhalb<br />
eines Promotionsstu<strong>die</strong>ng<strong>an</strong>gs zu promovieren.<br />
162
ASPEKTE<br />
Thomas Sottm<strong>an</strong>n<br />
163<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
MICROEMULSIONS: FROM SCIENCE TO APPLICATION<br />
1. INTRODUCTION<br />
Microemulsions are macroscopically isotropic mixtures of at<br />
least a hydrophilic, a hydrophobic <strong>an</strong>d <strong>an</strong> amphiphilic component.<br />
Their thermodynamic stability distinguishes them<br />
from ordinary emulsions which are thermodynamically unstable.<br />
They were fi rst observed by Schulm<strong>an</strong> [1] <strong>an</strong>d Winsor<br />
[2] in the fi fties of the past century. While the former observed<br />
<strong>an</strong> optically tr<strong>an</strong>sparent <strong>an</strong>d thermodynamically<br />
stable mixture by adding alcohol, the latter induced a tr<strong>an</strong>sition<br />
from a stable oil-rich to a stable water-rich mixture by<br />
varying the salinity. In 1959 Schulm<strong>an</strong> [3] introduced the<br />
term “micro-emulsions” for these mixtures which were later<br />
characterized to be n<strong>an</strong>o-structured.<br />
Within the last 30 years microemulsions have attained increasing<br />
signifi c<strong>an</strong>ce both in basic research <strong>an</strong>d in industry.<br />
This fact becomes obvious considering the number of publications<br />
on microemulsions. A survey of paper titles, abstracts<br />
<strong>an</strong>d keywords reveals that the number of papers<br />
appearing on the subject of microemulsion (s) increased<br />
within the last 30 years from 474 in 1976-1985 to 2508 in<br />
1986-1995 <strong>an</strong>d to 6691 in 1996-2005 1 . That microemulsions<br />
offer also a high potential for numerous practical applications<br />
c<strong>an</strong> be deduced from the number of patents fi led on this<br />
topic. The survey of patents titles <strong>an</strong>d abstracts on microemulsion<br />
(s) show <strong>an</strong> increase from 159 in 1976-1985 to 805<br />
in 1986-1995 <strong>an</strong>d to 2107 in 1996-2005. 2<br />
Their miscell<strong>an</strong>eous usability in cosmetics <strong>an</strong>d pharmaceuticals,<br />
tertiary oil recovery, washing processes <strong>an</strong>d chemical<br />
reactions (n<strong>an</strong>o-particle synthesis, polymerization, catalytic<br />
reactions) or other technical processes (extractions) is possible<br />
due to their special properties. Microscopically, the<br />
amphiphilic molecules form <strong>an</strong> extended interfacial monolayer<br />
separating hydrophilic <strong>an</strong>d hydrophobic n<strong>an</strong>o-domains<br />
of adjustable size <strong>an</strong>d shape. The preferential adsorption<br />
of the amphiphiles in the interface reduces the interfacial<br />
tension between the polar <strong>an</strong>d non-polar solvent to nearly<br />
zero which in turn permits thermal energy to disperse the<br />
two incompatible solvents into each other. In practical applications,<br />
however, microemulsions are frequently multicomponent<br />
mixtures. Salt solutions, <strong>an</strong>d other polar solvents<br />
or monomers c<strong>an</strong> be used as hydrophilic component.<br />
The hydrophobic component, usually referred to as oil may<br />
be <strong>an</strong> alk<strong>an</strong>e, triglyceride, supercritical fl uid, monomer or a<br />
mixture thereof.<br />
Dr. Thomas Sottm<strong>an</strong>n<br />
Institut für Physikalische Chemie, Universität Köln<br />
Luxemburger Straße 116<br />
D-50939 Köln<br />
Tel.: +49 (0) 221 4706308<br />
Fax: +49 (0) 221 4705104<br />
thomas.sottm<strong>an</strong>n@uni-koeln.de<br />
Industrially used amphiphiles include soaps, surfact<strong>an</strong>ts as<br />
well as medium chained alcohols <strong>an</strong>d amphiphilic polymers,<br />
known as co-surfact<strong>an</strong>t.<br />
This Aspekte article presents the basic properties of microemulsions<br />
concentrating on the close connection between<br />
the phase behaviour <strong>an</strong>d the interfacial tensions as well<br />
as on the fascinating microstructure. Afterwards it will be<br />
shown, that we could use these properties to dramatically<br />
enh<strong>an</strong>ce epoxidation rates [4], degrease <strong>an</strong>imal skins [5-7]<br />
<strong>an</strong>d to produce n<strong>an</strong>o-foams [8].<br />
2. MICROEMULSIONS – BASIC FEATURES<br />
The extensive research on microemulsions was stimulated<br />
by the two oil crises in 1973 <strong>an</strong>d 1979. To optimize oil recovery<br />
the technique of fl ooding the oil reservoirs with a water-surfact<strong>an</strong>t<br />
mixture was considered using the ultra-low<br />
interfacial tensions to remove the oil entrapped in the rock<br />
pores by forming a microemulsion. Obviously this method<br />
of tertiary oil recovery requires the underst<strong>an</strong>ding of the<br />
phase behaviour <strong>an</strong>d interfacial tensions of mixtures of water/salt,<br />
crude oil <strong>an</strong>d surfact<strong>an</strong>t [9]. These in-depth stu<strong>die</strong>s<br />
were carried out in the 1970s <strong>an</strong>d 1980s yielding the precise<br />
knowledge of the phase behaviour of microemulsions<br />
stabilized by non-ionic [10,11] <strong>an</strong>d ionic surfact<strong>an</strong>ts [12-14]<br />
<strong>an</strong>d mixtures thereof [15]. The infl uence of additives, like<br />
hydro- <strong>an</strong>d lyotropic salts [16], short <strong>an</strong>d medium chain alcohols<br />
(co-surfact<strong>an</strong>t) [17] on both non-ionic [18] <strong>an</strong>d ionic<br />
microemulsions [19] was also stu<strong>die</strong>d in detail. The most<br />
striking <strong>an</strong>d relev<strong>an</strong>t property of microemulsion systems in<br />
technical applications is the low or even ultra-low interfacial<br />
tension between the water- <strong>an</strong>d the oil excess phase in the<br />
presence of a microemulsion phase. Its variation with salt<br />
[20] or alcohol concentration [21] <strong>an</strong>d temperature [22] as<br />
well as its interrelation with the phase behaviour [23,24] c<strong>an</strong><br />
be regarded as well understood.<br />
From the late 1980’s the research on microemulsions turned<br />
to the underst<strong>an</strong>ding of the fascinating microstructure<br />
of these mixtures. Microemulsions are stabilized by the<br />
surfact<strong>an</strong>t fi lm forming at the microscopic water/oil interface.<br />
Different methods such as NMR-self diffusion [25,26],<br />
Tr<strong>an</strong>smission Electron Microscopy (TEM) [25,27] <strong>an</strong>d scattering<br />
techniques (small <strong>an</strong>gle X-ray (SAXS) [28] <strong>an</strong>d neutron<br />
scattering (SANS) [21,29]) provided large pieces in the<br />
puzzle of the m<strong>an</strong>ifold structure of microemulsions [30]. A<br />
recent overview of the state of the art of microemulsion research<br />
which contains the basic features of microemulsions<br />
as well as their theoretical description is given in Ref. [31].<br />
1 ISI Web of Knowledge, Science Citation Index Exp<strong>an</strong>ded.<br />
2 Europe<strong>an</strong> Patent Office, esp@cenet.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
The research on microemulsions currently focusses on even<br />
more complex mixtures. By adding amphiphilic macromolecules<br />
the properties of microemulsions c<strong>an</strong> be strongly<br />
infl uenced. If only small amounts of amphiphilic block copolymers<br />
are added to a bicontinuous microemulsion a dramatic<br />
enh<strong>an</strong>cement of the solubilisation effi ciency is found<br />
[32,33]. On the other h<strong>an</strong>d the addition of hydrophobically<br />
modifi ed (HM) - polymers to droplet microemulsions leads<br />
to a bridging of swollen micelles <strong>an</strong>d <strong>an</strong> increase of the low<br />
shear viscosity by several orders of magnitude [34].<br />
In technical application the main interest is currently directed<br />
towards the use of the m<strong>an</strong>ifold n<strong>an</strong>o-structure of microemulsion.<br />
Thus, microemulsions are used as reaction media<br />
for org<strong>an</strong>ic <strong>an</strong>d enzymatic synthesis [35,36] for polymerizations<br />
[37,38] <strong>an</strong>d the production of n<strong>an</strong>o-particles [39,40]. Before<br />
describing three applications developed in our department,<br />
the main features of microemulsions will be briefl y summarized<br />
to enable the benefi cial use of microemulsions in technical<br />
applications.<br />
2.1 PHASE BEHAVIOUR AND INTERFACIAL TENSION<br />
The primary aim of microemulsion research is to fi nd the three<br />
phase state in which the surfact<strong>an</strong>t solubilises the maximum<br />
amounts of water <strong>an</strong>d oil. Thus has the phase behaviour to<br />
be stu<strong>die</strong>d. In applications, microemulsions contain <strong>an</strong>y number<br />
of polar, non-polar <strong>an</strong>d amphiphilic components. Thus,<br />
the choice of components is abund<strong>an</strong>t. However, it has been<br />
shown that simple ternary systems of water, oil <strong>an</strong>d non-ionic<br />
n-alkyl polyglycol ether (CiEj) exhibit all the relev<strong>an</strong>t properties<br />
of complex <strong>an</strong>d technically relev<strong>an</strong>t systems [11].<br />
Considering the temperature dependence of these ternary<br />
systems the phase behaviour has to be represented in <strong>an</strong><br />
up-right phase prism. A useful way to characterize the phase<br />
behaviour, i.e. to localize the three phase state, is to perform<br />
vertical sections through the phase prism at const<strong>an</strong>t<br />
oil/water-ratio (�=mB/(mA+mB)). Such a temperature versus<br />
surfact<strong>an</strong>t-mass fraction T(�)-section is shown schematically<br />
in fi g. 1, left. In such a section the phase boundaries<br />
resemble the shape of a fi sh. Starting with the binary water<br />
– oil system two phases, a water <strong>an</strong>d <strong>an</strong> oil phase, coexist<br />
over the entire experimentally accessible temperature r<strong>an</strong>ge.<br />
Small amounts of added surfact<strong>an</strong>t molecules dissolve monomerically<br />
in the two phases <strong>an</strong>d preferentially adsorb at<br />
the macroscopic interface. At a mass fraction �0 both excess<br />
phases <strong>an</strong>d the macroscopic interface are saturated<br />
with surfact<strong>an</strong>t. As a function of temperature different phase<br />
states c<strong>an</strong> be found. Since at low temperatures water is a<br />
good solvent for the surfact<strong>an</strong>t a surfact<strong>an</strong>t-rich water phase<br />
(a) coexists with <strong>an</strong> oil-excess phase (b). This situation is<br />
denoted as —2 . At high temperatures the inverted situation is<br />
found. Here, the oil is the better solvent for the surfact<strong>an</strong>t.<br />
Thus, a surfact<strong>an</strong>t-rich oil phase (b) coexists with a water<br />
—<br />
excess phase (a) ( 2 ). At intermediate temperatures the surfact<strong>an</strong>t<br />
is almost equally soluble in both solvents. Here, three<br />
phases (3), i.e. a surfact<strong>an</strong>t-rich phase (c), <strong>an</strong> excess oil <strong>an</strong>d<br />
water phase coexist. Increasing � further, the volume of the<br />
ASPEKTE<br />
third phase increases (see test tubes in fi g. 1) until the two<br />
~<br />
excess phases v<strong>an</strong>ish. This happens at �,<br />
where the three<br />
phase body meets the one phase region.<br />
The measurement of the phase behaviour, i.e. the deter-<br />
~<br />
mination of � provides us with two qu<strong>an</strong>tities import<strong>an</strong>t for<br />
technical applications: The minimum amount of surfact<strong>an</strong>t<br />
~ � needed to solubilise water <strong>an</strong>d oil, i.e. the effi ciency of the<br />
~<br />
surfact<strong>an</strong>t, <strong>an</strong>d the corresponding temperature �, which is a<br />
measure of the phase inversion temperature PIT.<br />
Figure 1: Left: Schematic representation of a T(�) – section through the<br />
phase prism at a const<strong>an</strong>t oil/water ratio �=0.5 for a (pseudo) ternary<br />
system of water (A), oil (B) <strong>an</strong>d nonionic amphiphile (C). The test tubes<br />
show the typical variation of the phase volumes. Thereby the microemulsion<br />
is shown as hatched or in gray. The interfacial tensions on<br />
the right-h<strong>an</strong>d side illustrate the origin of the minimum of the water/oil<br />
interfacial tension �ab. It is a consequence of the opposite temperature<br />
dependence of tensions �ac <strong>an</strong>d �bc becoming zero at Tl <strong>an</strong>d Tu, respectively.<br />
The photograph shows that a lens of the microemulsion phase<br />
(c) fl oats at the a/b-interface, if �ab
ASPEKTE<br />
identical) <strong>an</strong>d increases monotonically with increasing temperature.<br />
Whereas the interfacial tension �bc decreases<br />
(monotonically) with increasing temperature <strong>an</strong>d v<strong>an</strong>ishes<br />
at Tu, because the two phases (c) <strong>an</strong>d (b) become identical<br />
there. This opposite temperature dependence of �ac <strong>an</strong>d<br />
�bc results in a minimum in their sum, �ac + �bc. In order to<br />
assure the stability of the water/oil interface �ab � �ac + �bc<br />
must hold. Otherwise a thin layer of the middle-phase<br />
would penetrate between the water- <strong>an</strong>d oil-rich excess phase.<br />
Therefore �ab has to pass through a minimum within the<br />
three phase region, i.e. being more precisely at the phase<br />
inversion temperature.<br />
In conclusion, at the PIT the minimum in the water/oil interfacial<br />
tension enables the optimal solubilisation of water <strong>an</strong>d<br />
oil, i.e. with the minimum amount of surfact<strong>an</strong>t �. That this<br />
correlation between phase behaviour <strong>an</strong>d interfacial tensions<br />
holds also for technical applications was shown by the removal<br />
of hexadec<strong>an</strong>e from synthetic tissue, which reaches a<br />
maximum within the three phase region [41,42]. The value<br />
of the water/oil-interfacial tension �ab c<strong>an</strong> be estimated<br />
considering the simple argument from Volmer [43,44] that<br />
thermal energy will lead to dispersion as soon as the interfacial<br />
tension times the area of the object becomes smaller<br />
th<strong>an</strong> kT, i.e. �abr 2 ≈ kT.<br />
2.2 MICROSTRUCTURE<br />
Most of the recent applications of microemulsions depend<br />
on the fact that microemulsions, although macroscopically<br />
homogeneous, are heterogeneous on the sub-microscopically<br />
scale. Topologically ordered interfacial fi lms are formed<br />
by the surfact<strong>an</strong>t molecules which are forced into the microscopic<br />
water/oil interface because of their amphiphilicity.<br />
The nature <strong>an</strong>d properties of these microscopic interfacial<br />
fi lms are essential for the formations of microemulsions<br />
<strong>an</strong>d in particular for the most interesting feature of microemulsions,<br />
i.e. their microstructure. 50 years ago, Winsor<br />
[2] <strong>an</strong>d Schulm<strong>an</strong> [45] suggested that microemulsions<br />
are always spherical exhibit microstructures, <strong>an</strong>d that a<br />
layered, lamellar structure exists as the exception in the<br />
middle phase. In 1976 Scriven [46] put forward the crucial<br />
idea of the bicontinuous structure of the surfact<strong>an</strong>trich<br />
middle phase, which 10 years later was proven with<br />
the help of NMR self-diffusion measurements [25,26] <strong>an</strong>d<br />
the direct visualization by freeze fracture electron microscopy<br />
(FFEM) [25,27]. Further stu<strong>die</strong>s of the micro-structure<br />
by NMR-self diffusion, tr<strong>an</strong>smission electron microscopy<br />
(TEM) <strong>an</strong>d scattering techniques (SAXS <strong>an</strong>d SANS) proved<br />
structures droplet- <strong>an</strong>d wormlike micro, sample sp<strong>an</strong>ning<br />
networks <strong>an</strong>d bicontinuous structures. Furthermore, liquid<br />
crystalline meso-phases such as the cubic (V), hexagonal<br />
(H) <strong>an</strong>d lamellar phases (L� ) exist <strong>an</strong>d compete with these<br />
complex fl uids. It has been realized that the main parameter<br />
determining the microstructure is the local curvature of the<br />
amphiphilic interfacial fi lm. Thus, controlling the curvature<br />
is the ultimate goal for choosing <strong>an</strong>y desired structure.<br />
Strey has stu<strong>die</strong>d the variation of the microstructure as<br />
function of temperature exemplary <strong>an</strong>d in large detail for<br />
165<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
the ternary nonionic system H2O – n-oct<strong>an</strong>e – C12E5 [30].<br />
He used both freeze fracture electron microscopy (FFEM)<br />
<strong>an</strong>d small <strong>an</strong>gle neutron scattering (SANS) to characterize<br />
the microstructure. Both methods complement each other:<br />
While FFEM yields the shape of the structure, statistical<br />
information about frequently occurring dist<strong>an</strong>ces in these<br />
micro-structured systems are obtained by SANS.<br />
Figure 2: Temperature dependence of the characteristic length scale �<br />
for the systems H2O – n-oct<strong>an</strong>e – C12E5 together with freeze fracture<br />
electron microscopy (FFEM) pictures. The �(T)-curve is shaped <strong>an</strong>d runs<br />
through a maximum at the phase inversion temperature PIT, where the<br />
microstructure is found to be bicontinuous. At temperatures below <strong>an</strong>d<br />
above the three phase region the optimal microstructure consists of<br />
spherical oil-in-water (o/w) <strong>an</strong>d water-in-oil (w/o) droplets, respectively.<br />
Fig. 2 shows the variation of the length scale � of the microstructure<br />
as a function of temperature. The measurements<br />
were are performed at a composition where the structures<br />
are maximally swollen maximal with water, oil or both, i.e.<br />
~<br />
at the emulsifi cation failure boundaries or point �, respectively<br />
[31]. Starting at low temperatures the microstructure<br />
consists of spherical oil-in-water (o/w) droplets.<br />
The FFEM picture [47] was taken at T = 26.1°C (by cooling<br />
microemulsion rapidly (>10000 K/s) to liquid nitrogen<br />
temperature T = -196°C) <strong>an</strong>d yields a me<strong>an</strong> radius<br />
= � = 12 ± 5 nm, which is in almost qu<strong>an</strong>titative<br />
agreement with the radius determined by SANS. With increasing<br />
temperature, the length scale increases in size<br />
<strong>an</strong>d runs through a maximum at the phase inversion temperature<br />
(T=32.6 °C). The bicontinuity of the structure is<br />
nicely confi rmed by the FFEM-picture [48] which shows<br />
water- <strong>an</strong>d oil-rich domains that are mutually intertwined<br />
in a sponge-like fashion. The decoration of the oil domains<br />
stems from the shadowing of the fractured surfaces with<br />
t<strong>an</strong>talum (Ta) -tungsten (W). By increasing the temperature<br />
further the length scale of the microstructure decreases.<br />
The FFEM picture [47] taken at T = 36.3°C shows that water<br />
droplets in the continuous oil phase are formed.<br />
The trend observed with increasing temperature from oil-inwater<br />
(o/w) to water-in-oil (w/o) structures via the bicontinuous<br />
structure is due to the gradually ch<strong>an</strong>ge of the<br />
curvature of the amphiphilic fi lm. At low temperatures the<br />
size of the surfact<strong>an</strong>t head group is larger th<strong>an</strong> that of the
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
hydrophobic chain leading to a curvature of the amphiphilic<br />
fi lm around the oil. With increasing temperature, the size<br />
of the surfact<strong>an</strong>t head group shrinks due to weakening of<br />
hydrogen bonds, whereas the size of the hydrophobic chain<br />
increases due to increasing number of chain conformations<br />
<strong>an</strong>d the increasing penetration of oil molecules. These<br />
trends lead to a gradually ch<strong>an</strong>ge of the curvature of the<br />
amphiphilic fi lm from oil-in-water to water-in-oil structures.<br />
It should be noted that temperature is not the sole parameter<br />
on which the curvature of the amphiphilic fi lm depends.<br />
Other parameters are pressure, salt <strong>an</strong>d co-surfact<strong>an</strong>t concentration.<br />
For the application of microemulsions <strong>an</strong> estimation of the<br />
length scales might be of interest. Following De Gennes<br />
<strong>an</strong>d Taupin [49] the diameter of a water or oil domain in<br />
the symmetrical bicontinuous phase c<strong>an</strong> be estimated by<br />
≈15Å / �. The radius of the spherical droplets c<strong>an</strong> be calculated<br />
by r ≈ 30Å (wi +�)/�, with wi being the weight fraction<br />
of the solubilised water or oil, respectively. A more refi<br />
ned model taking into account the monomeric solubility of<br />
the surfact<strong>an</strong>t in oil <strong>an</strong>d water as well as the polydispersity<br />
of the droplets leads to radii [50] hollow symbols in fi g. 2)<br />
which are in qu<strong>an</strong>titative agreement with the radii determined<br />
by SANS (fi lled symbols in fi g. 2) [31].<br />
In conclusion, by knowing the variation of the curvature<br />
with the appropriate tuning parameter the desired shape<br />
<strong>an</strong>d length scale of the structure c<strong>an</strong> be adjusted. The maximum<br />
length scale of the structure is observed at the PIT,<br />
where the minimum in the water/oil interfacial tension enables<br />
the optimal solubilisation of water <strong>an</strong>d oil, i.e. with the<br />
minimum amount of surfact<strong>an</strong>t ~ � .<br />
3. APPLICATIONS<br />
As already mentioned microemulsion systems are used in<br />
certain industrial fi elds, but there are also potential applications<br />
not yet established. In the following, the striking features<br />
of microemulsions will be exploited in three different<br />
applications.<br />
3.1 SMART REACTION MEDIA<br />
In the last 10 years much effort has been devoted to the<br />
utilization of microemulsions as reaction media [35]. N<strong>an</strong>oparticle<br />
designing [39,51,52], polymerizations [37,38,53,54],<br />
enzymatic reactions [55] <strong>an</strong>d org<strong>an</strong>ic synthetic tr<strong>an</strong>sformations<br />
[56] are suitable applications of microemulsions. The<br />
latter lie at the heart of the production ~ of fi ne chemicals,<br />
pharmaceuticals <strong>an</strong>d other valuable products from readily<br />
available <strong>an</strong>d cheap starting materials. However, reagent incompatibility<br />
is frequently encountered in org<strong>an</strong>ic reactions<br />
(i.e. inorg<strong>an</strong>ic salts <strong>an</strong>d org<strong>an</strong>icsubstrate). To solve this<br />
problem it is a current practice to choose solvents such as<br />
DMSO (dimethyl sulfoxide) <strong>an</strong>d DMF (dimethyl formamide),<br />
offering the possibility of solubilising both the org<strong>an</strong>ic <strong>an</strong>d<br />
the inorg<strong>an</strong>ic compound. However, they are expensive, toxic<br />
<strong>an</strong>d have a high boiling point, which makes them diffi cult<br />
to remove after the reaction is completed. As <strong>an</strong> alternative<br />
approach, the react<strong>an</strong>ts c<strong>an</strong> be dissolved in two immiscible<br />
solvents, whose contact area is increased by either intensive<br />
mech<strong>an</strong>ical mixing or using a phase tr<strong>an</strong>sfer agent (PTA) [57,58].<br />
Because microemulsions have the ability to dissolve both<br />
water- <strong>an</strong>d oil-soluble compounds, they are the most promising<br />
reaction media for org<strong>an</strong>ic reactions with reagent<br />
incompatibility. Within these n<strong>an</strong>o-structured mixtures the<br />
org<strong>an</strong>ic reaction c<strong>an</strong> take place at the large oil/water interface.<br />
Up to now a number of org<strong>an</strong>ic reactions show enh<strong>an</strong>ced<br />
reaction rates in microemulsions [59-61]. In the following it<br />
will be shown that the epoxidation of vitamin K3 (V-K3) by alkaline<br />
hydrogen peroxide (OOH —<br />
) is dramatically enh<strong>an</strong>ced<br />
if a non-ionic microemulsion is used as reaction media [4].<br />
Figure 3: Reaction scheme for the epoxidation of vitamin K3. (A) Deprotonation<br />
of H2O2 by NaOH in the aqueous domains determines the<br />
concentration of the reactive species OOH ¯. (B) Reaction between the<br />
oil soluble substrate tr<strong>an</strong>s-chalkone <strong>an</strong>d OOH ¯ to the epoxide.<br />
The reaction scheme of the epoxidation of V-K3 to the epoxide<br />
is shown in fi g. 3. As c<strong>an</strong> be seen in fi g. 3 (A), deprotonation<br />
of H2O2 by NaOH in the aqueous phase determines<br />
the concentration of the reactive species OOH —<br />
. The subsequent<br />
reaction (B) between the substrate vitamin K3 <strong>an</strong>d<br />
OOH —<br />
ASPEKTE<br />
to the epoxide takes place at the oil/water interface<br />
within the microemulsion, illustrated by the schematic representation<br />
shown in fi g. 4 within the fi shtail.<br />
The sample sp<strong>an</strong>ning connectivity of both water- <strong>an</strong>d oil-domains<br />
suggests performing the epoxidation reaction in the<br />
bicontinuous structure which c<strong>an</strong> be observed at the phase<br />
~<br />
inversion temperature near point X (see fi gs. 1 <strong>an</strong>d 2). In order<br />
to assure that the microemulsion is in the one phase state<br />
the phase behaviour of the microemulsion containing the<br />
react<strong>an</strong>ts has to be stu<strong>die</strong>d at fi rst. Because of the good solubility<br />
of vitamin K3 (V-K3) in toluene the microemulsion system<br />
H2O/NaOH/H2O2 – toluene/V-K3 – C10E8 was chosen<br />
as reaction media. The phase behaviour of the react<strong>an</strong>t-free<br />
systems was characterised in detail before [62].<br />
Figure 4: T(�)-section through the phase prism of the system H2O/NaOH/<br />
H2O2 – toluene/V-K3 – C10E8 at a mass fraction of oil in the water/oil mixture<br />
of � = 0.4120. The aqueous phase contains c(H2O2) = 0.36 M <strong>an</strong>d c(NaOH)<br />
= 0.06 M, the oil phase c(V-K3) = 0.36 M. The phase boundaries resemble<br />
the shape of a fi shtail (the extended lamellar (L�) phase is omitted). The<br />
reaction is performed within the one phase region at the composition<br />
<strong>an</strong>d temperature designated by the star. The schematic representation<br />
shown in the fi shtail illustrates the way the reaction takes place at the<br />
interfacial surfact<strong>an</strong>t fi lm of the bicontinuous structured microemulsion.<br />
166
ASPEKTE<br />
Figure 4 shows the T(�) section through the phase prism of<br />
the pseudo-ternary system H2O/NaOH/H2O2 – toluene/V-K3 –<br />
C10E8 at a const<strong>an</strong>t mass fraction of oil in the water/oil mixture<br />
of � = 0.4120. The concentrations of H2O2 <strong>an</strong>d NaOH<br />
with respect to the water phase <strong>an</strong>d vitamin K3 with respect<br />
to the oil phase are c(H2O2) = 0.36 M, c(NaOH) = 0.06 M <strong>an</strong>d<br />
c(V-K3) = 0.36 M, respectively. The phase diagram shows the<br />
typical phase behaviour of nonionic microemulsions with a<br />
point � at � = 0.12 <strong>an</strong>d T = 22.7 °C <strong>an</strong>d a pronounced lamellar<br />
phase area (L�), evolving at slightly higher mass fractions<br />
of surfact<strong>an</strong>t (omitted in fi g. 4) [4]. The reaction was performed<br />
in the microemulsion <strong>an</strong>d for comparison in the heterogeneous<br />
two-phase system H2O/NaOH/H2O2 – toluene/<br />
V-K3 without the surfact<strong>an</strong>t C10E8. The composition of the<br />
miroemulsion is indicated by the star in fi g. 4 (� = 0.15 <strong>an</strong>d<br />
T = 22.7 °C). While the tr<strong>an</strong>sformation of V-K3 to the epoxide<br />
proceeds sluggishly in the two-phase system, it was too<br />
fast to be monitored by GC in the microemulsion. However,<br />
because the colour ch<strong>an</strong>ges from the yellow vitamin K3 to<br />
the colourless epoxide, the conversion c<strong>an</strong> be monitored by<br />
UV/Vis measurements, following the tr<strong>an</strong>smitt<strong>an</strong>ce of the<br />
incident beam at �=415 nm.<br />
Figure 5: Reaction profi les for the tr<strong>an</strong>sformation of Vitamin-K3 to<br />
the epoxide measured in the heterogeneous two phase system <strong>an</strong>d<br />
in the microemulsion H2O/NaOH/H2O2 – toluene/V-K3 – C10E8 at<br />
�=0.4120. In both systems ctoluene(V-K3) = 0.15 M, cH2O(NaOH) = 0.06 M,<br />
cH2O(H2O2) = 0.36 M <strong>an</strong>d T = 22.7 °C. While in the two-phase system the<br />
tr<strong>an</strong>sformation of Vitamin-K3 c<strong>an</strong> be measured by GC (epoxide / epoxide�<br />
(t)), in the microemulsion, UV-VIS spectroscopy has to be used<br />
to monitor the epoxidation of Vitamin-K3 (T / T� (t)).<br />
The reactions profi les are shown in fi gure 5. In case of the<br />
microemulsion system the tr<strong>an</strong>smitt<strong>an</strong>ce normalized onto<br />
the tr<strong>an</strong>smitt<strong>an</strong>ce at qu<strong>an</strong>titative tr<strong>an</strong>sformation (axis T / T � )<br />
is plotted as function of time. In the two phase system the<br />
tr<strong>an</strong>sformation of V-K3 is given by epoxide / epoxide � , i.e.<br />
the normalized yield of the epoxide. As one c<strong>an</strong> see in fi g.<br />
5 the reaction is extremely fast in the bicontinuous microemulsion.<br />
The reaction is qu<strong>an</strong>titative after t = 5 min. As a<br />
measure for the rate of the reaction time we fi tted <strong>an</strong> exponential<br />
function to the data resulting in a time const<strong>an</strong>t<br />
of � =1.4 min. In the two-phase system without surfact<strong>an</strong>t,<br />
however, the conversion to the product proceeds sluggishly.<br />
The conversion of V-K3 to the epoxide is not qu<strong>an</strong>titative<br />
167<br />
~<br />
~<br />
~<br />
after t = 180 min (� = 57 min). Thus, the corresponding reaction<br />
rate in the microemulsion is a factor of 35 faster th<strong>an</strong><br />
in the heterogeneous two-phase system.<br />
This enormous acceleration of the reaction rate c<strong>an</strong> be attributed<br />
mainly to the large increase of the specifi c interfacial<br />
area S/V. While within the two-phase system only a specifi c<br />
interfacial area of up to several hundred cm 2 /mL c<strong>an</strong> be<br />
achieved even with intensive mech<strong>an</strong>ical mixing, the n<strong>an</strong>ostructured<br />
microemulsion provides a very large specifi c interfacial<br />
area of in this case S/V=74 m 2 /mL [4]. This result is of<br />
course of practical interest for org<strong>an</strong>ic synthesis where the<br />
reagent incompatibility is frequently encountered.<br />
3.2 DEGREASING OF ANIMAL SKINS<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Microemulsions are frequently used in washing processes.<br />
It is found that due to the ultra-low interfacial tensions (see<br />
fi g. 1) the removal of contamin<strong>an</strong>ts from solid surfaces or<br />
tissue capillaries is signifi c<strong>an</strong>tly improved by microemulsion<br />
systems [41,42]. Therefore microemulsions are also potential<br />
c<strong>an</strong>didates for <strong>an</strong> effi cient <strong>an</strong>d environmental-friendly<br />
degreasing of <strong>an</strong>imal skins, which is <strong>an</strong> import<strong>an</strong>t step in<br />
leather making. Figure 6 schematically shows that degreasing,<br />
t<strong>an</strong>ning, colouring <strong>an</strong>d greasing turns <strong>an</strong>imal skins<br />
into leather. Thereby the degreasing of the <strong>an</strong>imal skins<br />
lays the base for the following processes. Only a thorough<br />
degreasing of <strong>an</strong>imal skins enables <strong>an</strong> even distribution of<br />
perform<strong>an</strong>ce chemicals. After the step of chrome t<strong>an</strong>ning,<br />
the wet blue, i.e. a durable intermediate is obtained. Further<br />
imported steps towards a fl exible <strong>an</strong>d soft leather are the<br />
colouring <strong>an</strong>d re-greasing of the t<strong>an</strong>ned skin.<br />
Figure 6: Survey of some of the most import<strong>an</strong>t steps involved in the<br />
process of leather making. A good degreasing of the <strong>an</strong>imal skins -<br />
which is one of the fi rst steps in the leather making process - leads to<br />
<strong>an</strong> equal distribution of the perform<strong>an</strong>ce chemicals on the <strong>an</strong>imal skin.<br />
Therewith a uniform t<strong>an</strong>ning <strong>an</strong>d colouring of the skin is possible. One<br />
of the last steps is the re-greasing of the t<strong>an</strong>ned <strong>an</strong>d coloured skin,<br />
which leads to a fl exible <strong>an</strong>d soft leather.<br />
There are two state of the art techniques used in degreasing<br />
<strong>an</strong>imal skins: degreasing with the help of solvents or<br />
using emulsifi ers. The fi rst technique is environmentally<br />
hazardous <strong>an</strong>d therefore b<strong>an</strong>ned in most countries. Using<br />
emulsifi ers has proven to degrease the <strong>an</strong>imal skins in a<br />
more environmentally friendly fashion. Because of their<br />
weak interaction with the leather fi bre nonionic surfact<strong>an</strong>ts<br />
are particularly suited as emulsifi ers. During the last decades<br />
nonionic surfact<strong>an</strong>ts of the type alkyl phenol ethoxylates<br />
(APEs) has been used frequently <strong>an</strong>d led to satisfactory<br />
degreasing results both for cost <strong>an</strong>d perform<strong>an</strong>ce reasons.<br />
Due to the assumed toxicity of the degradation products of<br />
APEs, the use of this type of surfact<strong>an</strong>t has become incre-
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
asingly questionable. A lot of effort has been undertaken to<br />
fi nd alternatives for APEs [63]. However, up to the beginning<br />
of our stu<strong>die</strong>s all alternatives did not reach the outst<strong>an</strong>ding<br />
perform<strong>an</strong>ce of APEs.<br />
For years it has been known that water-based degreasing<br />
with emulsifi ers takes place in a four step process: At fi rst<br />
the surfact<strong>an</strong>t penetrates into the pelt, where it dissolves<br />
the grease <strong>an</strong>d tr<strong>an</strong>sports it to the surface of the skin. Finally<br />
a kinetically stabilised emulsion is formed which tr<strong>an</strong>sports<br />
the grease into the effl uent. However, the physico-chemical<br />
principles of this process are not known [64]. In order<br />
to develop <strong>an</strong> effi cient degreasing agent with comparable<br />
or even better perform<strong>an</strong>ce th<strong>an</strong> the APEs the mech<strong>an</strong>ism<br />
of degreasing was stu<strong>die</strong>d in cooperation with the BASF<br />
Comp<strong>an</strong>y.<br />
Because of the close correlation between the phase behaviour<br />
<strong>an</strong>d the water/oil interfacial tension which runs through<br />
a minimum at the phase inversion temperature (see fi g. 1)<br />
where the cle<strong>an</strong>ing capacity has proven to reach a maximum,<br />
the study started with the characterization of the phase<br />
behaviour. The effi ciency to solubilise grease in water<br />
was determined for a series of different technical, eco-friendly<br />
non-ionic surfact<strong>an</strong>t performing vertical T (�)-sections<br />
through the phase prism of the system H2O/NaCl – grease<br />
– non-ionic surfact<strong>an</strong>t at const<strong>an</strong>t grease/water-ratio [7].<br />
From these measurements the most effi cient surfact<strong>an</strong>ts<br />
have been identifi ed as the promising c<strong>an</strong>didates for <strong>an</strong> effi<br />
cient decreasing of the <strong>an</strong>imal skin. These surfact<strong>an</strong>ts are<br />
then used to degrease <strong>an</strong>imal skins in washing drums at the<br />
water workshop of the BASF Comp<strong>an</strong>y (see fi g. 7).<br />
Figure 7: Photograph of a typical washing drum fi lled with <strong>an</strong>imal skins<br />
used in the water workshop of the BASF Comp<strong>an</strong>y.<br />
In order to avoid the destruction of the collagen-structure,<br />
the water-based degreasing of <strong>an</strong>imal skins is performed traditionally<br />
at a temperature of T ≈ 30°C. At fi rst the depickled<br />
skins are washed using a concentrated solution containing<br />
the surfact<strong>an</strong>t <strong>an</strong>d large amounts of salt. After about half <strong>an</strong><br />
ASPEKTE<br />
hour this concentrated washing solution is diluted by adding<br />
water. In the third step of the degreasing process the solution<br />
is drained before the <strong>an</strong>imal skins are washed again<br />
using a diluted water/surfact<strong>an</strong>t solution.<br />
The capacity of the pre-characterized emulsifi ers in the decreasing<br />
of <strong>an</strong>imal skins was stu<strong>die</strong>d by taking samples of the<br />
washing solution from each step of the process. The phase<br />
behaviour of the solutions was then stu<strong>die</strong>d as function<br />
of temperature under normal <strong>an</strong>d polarized light. Interestingly,<br />
it was observed that the concentrated washing solution<br />
is within the three phase state at T = 37 °C, i.e. near<br />
the washing temperature. The three phases which are observed<br />
are a lower water-rich phase, <strong>an</strong> upper grease-rich<br />
phase <strong>an</strong>d a middle surfact<strong>an</strong>t-rich microemulsion phase<br />
(lower photograph on the left h<strong>an</strong>d side of fi g. 8). For the<br />
diluted washing solution, however, the three phase state<br />
is detected at elevated temperatures of T = 60 °C (upper<br />
photograph on the left h<strong>an</strong>d side of fi g. 8).<br />
Figure 8: Right: Schematic representation of the phase behaviour of the<br />
washing solution during the degreasing process. Diluting the concentrated<br />
washing solution by adding water, i.e. decreasing the weight<br />
fraction of salt � in the water/salt mixture, shifts the phase behaviour<br />
of the water/salt – grease – technical nonionic surfact<strong>an</strong>t system to<br />
higher temperatures. Left: Photographs of test tubes containing samples<br />
of the concentrated (bottom) <strong>an</strong>d diluted (top) washing solution. In<br />
the concentrated solution the three phase state is observed near the<br />
washing temperature, while it is found at elevated temperatures in the<br />
diluted solution.<br />
The variation of the phase behaviour of the washing solution<br />
during the degreasing process is shown schematically on<br />
the right h<strong>an</strong>d side of fi g. 8. As c<strong>an</strong> be seen, the three phase<br />
region of the concentrated washing solution is located only<br />
slightly above the washing temperature. At this temperature<br />
the interfacial tension between water <strong>an</strong>d grease is ultra-low<br />
which enables a thorough removal of the grease from the <strong>an</strong>imal<br />
skin [41]. When the concentrated washing solution is diluted<br />
by adding water, the weight fraction of salt � in the water/<br />
salt mixture is decreased. Therefore the phase behaviour of<br />
the system water/salt – grease – technical nonionic surfact<strong>an</strong>t<br />
shifts to higher temperatures [65], i.e. the three phase<br />
region of the diluted washing solution is located around T =<br />
60 °C. At the washing temperature, however, a grease-inwater<br />
microemulsion coexists with <strong>an</strong> excess grease phase<br />
(2). Shearing this solution in the washing drum leads to the<br />
formation of a kinetically stabilized grease-in-water macroemulsion,<br />
which prevents the re-deposition of the grease<br />
onto the skin <strong>an</strong>d tr<strong>an</strong>sports the grease into the effl uent.<br />
168
ASPEKTE<br />
Figure 9: Schematic representation of the four step mech<strong>an</strong>ism of the<br />
water-based degreasing of <strong>an</strong>imal skins: 1. Penetration of the surfact<strong>an</strong>t<br />
into the skin; 2. Dissolving the grease by forming a microemulsion<br />
phase; 3. Tr<strong>an</strong>sport of the grease to the surface of the skin <strong>an</strong>d 4. Conversion<br />
of the microemulsion into a macroemulsion – therewith the<br />
grease drains away with the effl uent.<br />
From these results a four step mech<strong>an</strong>ism has been deduced<br />
which contains the physico-chemical principles of<br />
the water-based degreasing process [6]. This mech<strong>an</strong>ism is<br />
schematically depicted in fi g. 9. The fi rst step is the penetration<br />
of the surfact<strong>an</strong>t into the skin. In the second step the<br />
grease is solubilised in a microemulsion phase using the ultra-low<br />
interfacial tensions existing in the three phase state.<br />
After the tr<strong>an</strong>sport of the grease to the surface of the skin<br />
the dilution of the washing solution leads to a conversion of<br />
the microemuslion into a kinetically stabilized macroemulsion.<br />
So the grease drains away with the effl uent. Knowing the<br />
physico-chemical principles of the water-based degreasing<br />
process the development of a novel degreasing agent with<br />
optimized properties was feasible [6].<br />
3.3 NANO-FOAM PRODUCTION<br />
Foamed materials are of broad interest for m<strong>an</strong>y applications<br />
like heat insulation, membr<strong>an</strong>es <strong>an</strong>d sound absorption. State<br />
of the art foams possess number densities of 10 6 cm -3 <strong>an</strong>d<br />
cell diameters in the order of 100 µm [66]. Up to now there<br />
are three different ways to produce thermoplastic foams.<br />
The most common process utilises the homogenous nucleation<br />
of the blowing agent [66]. In the second approach the<br />
blowing agent nucleates heterogeneous on a solid nucleation<br />
agent [67]. In the third process the blowing agent is distributed<br />
liquefi ed in the form of emulsion droplets [68]. All these<br />
procedures are limited by a low bubble number density <strong>an</strong>d<br />
cell diameters in the r<strong>an</strong>ge of several µm.<br />
The improvement of these foams towards higher number<br />
densities of bubbles <strong>an</strong>d smaller bubble sizes are the subject<br />
of current research [69-71]. Such n<strong>an</strong>o-foams are expected<br />
to be good thermal insulators since the heat tr<strong>an</strong>sfer<br />
169<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
is reduced dramatically when the pore-size is smaller th<strong>an</strong><br />
the me<strong>an</strong> free path length (~ 50 nm) of the gas molecules<br />
(Knudsen effect). Until now such n<strong>an</strong>o-foams c<strong>an</strong> only<br />
be produced by <strong>an</strong> elaborate sol-gel process yielding n<strong>an</strong>ostructured,<br />
but expensive aerogels.<br />
Because microemulsions form adjustable droplet-like structures<br />
in the n<strong>an</strong>o-meter r<strong>an</strong>ge with number densities up to<br />
10 19 cm -3 (see fi g. 2), they c<strong>an</strong> be used to improve this situation,<br />
i.e. to produce low-cost, n<strong>an</strong>o-structured polymer<br />
foams. Thus, we recently proposed the Principle Of Supercritical<br />
Microemulsion Exp<strong>an</strong>sion, POSME, which uses supercritical<br />
microemulsions as starting material for the production<br />
of n<strong>an</strong>o-foams [8].<br />
Figure 10: Schematic representation of the Principle of Supercritical<br />
Microemulsion Exp<strong>an</strong>sion (POSME). In the fi rst step, water <strong>an</strong>d surfact<strong>an</strong>t<br />
form a micellar solution which coexists with the subcritical gas<br />
phase. In the second step the gas is compressed up to p>Pc at a temperature<br />
above the critical temperature of the gas (t>Tc). Using <strong>an</strong> appropriate<br />
surfact<strong>an</strong>t the supercritical gas swells the micelles forming<br />
a microemulsion. In the last step the mixture is decompressed so that<br />
each swollen micelle tr<strong>an</strong>sforms gradually into a foam bubble.<br />
The procedure is schematically illustrated in fi gure 10. In<br />
the fi rst step a water/monomer mixture <strong>an</strong>d a suitable surfact<strong>an</strong>t<br />
forms a micellar solution which coexists with a subcritical<br />
gas phase. In the second step the gas which acts<br />
as a blowing agent is compressed. Accordingly the density<br />
of the blowing agent increases <strong>an</strong>d approaches that of its<br />
liquid state. Having chosen <strong>an</strong> appropriate surfact<strong>an</strong>t the<br />
blowing agent c<strong>an</strong> be solubilised, i.e. a thermodynamically<br />
stable blowing agent in water microemulsion is formed.<br />
For the formation of the foam, the polymerization of the<br />
monomers will be initiated, <strong>an</strong>d the mixture will be exp<strong>an</strong>ded<br />
in the last step. Having depressurized the microemulsion<br />
at or above the critical temperature Tc of the blowing<br />
agent each microemulsion droplet acts as pool of blowing<br />
agent, whose density ch<strong>an</strong>ges gently from the liquid-like to<br />
a gas-like state <strong>an</strong>d each microemulsion droplet tr<strong>an</strong>sforms<br />
gradually into a foam bubble. Thus, performing the exp<strong>an</strong>sion<br />
at super- instead at subcritical temperatures avoids the<br />
nucleation step for the tr<strong>an</strong>sition from the liquid to the gas<br />
state, which would result in a statistical volume exp<strong>an</strong>sion<br />
of single micelles destroying the underlying microemulsion<br />
microstructure.<br />
The blowing agent of choice is, because of its low costs,<br />
non fl ammability <strong>an</strong>d environmental friendliness [72], carbon<br />
dioxide (Tc = 30.98°C). As noted above it is clear that <strong>an</strong><br />
effective realization of POSME needs the formulation of a
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
supercritical (sc) CO2 microemulsion <strong>an</strong>d therefore the characterization<br />
of their phase behaviour at supercritical conditions,<br />
i.e. at pressures above pc = 71 bar. Figure 11, left<br />
shows the newly developed high pressure variable volume<br />
view cell. The main component of this setup is the sapphire<br />
cylinder that facilitates <strong>an</strong> optical investigation of the whole<br />
sample. Pressures up to p = 500 bar c<strong>an</strong> be generated by turning<br />
a piston down into the sapphire cylinder, while temperatures<br />
between 0 < T < 100 °C c<strong>an</strong> be adjusted placing the<br />
pressure cell in a thermostated water bath.<br />
Figure 11: Left: Variable volume view cell which allows the study of the<br />
phase behaviour at pressures up to 500 bar <strong>an</strong>d temperatures between<br />
0° <strong>an</strong>d 100°C. The central part of this high pressure cell consists of a<br />
sapphire cylinder, with which the phases c<strong>an</strong> be distinguished by their<br />
optical appear<strong>an</strong>ce. Right: T (�) - section through the phase prism of<br />
the system water/NaCl – scCO2 – Lutensol ® XL70 at � = 0.46, � = 0.05<br />
<strong>an</strong>d p = 220 bar. The phase inversion from a CO2-in-water to a waterin-CO2<br />
microemulsion via a bicontinuous CO2 microemulsion has been<br />
obtained for the fi rst time.<br />
In order to formulate a supercritical CO2 microemulsion the<br />
system stu<strong>die</strong>d was simplifi ed by omitting the addition of<br />
monomers to the aqueous phase. The well-known pseudo<br />
ternary system H2O/NaCl – prop<strong>an</strong>e – C12E6 [73] was chosen<br />
as starting point replacing the sub-critical prop<strong>an</strong>e <strong>an</strong>d<br />
the expensive mono-disperse surfact<strong>an</strong>t C12E6 by the supercritical<br />
CO2 <strong>an</strong>d the technical surfact<strong>an</strong>t Lutensol ® XL 70<br />
(BASF, Ludwigshafen, Germ<strong>an</strong>y) stepwise. Figure 11, right<br />
shows the obtained T(�) – section through the phase prism<br />
of the system H2O/NaCl – CO2 – Lutensol ® XL70 at � = 0.46,<br />
� = 0.05 (mass fraction of NaCl in the H2O/NaCl mixture)<br />
<strong>an</strong>d a const<strong>an</strong>t pressure of p = 220 bar. As c<strong>an</strong> be seen the<br />
qualitative shape of the phase boundaries resembles the<br />
phase behaviour of nonionic microemulsions. The photograph<br />
shows the sample within the three phase state. The<br />
strong scattering of a laser beam passing through the middle<br />
phase indicating it is micro-structured. Thus, for the fi rst<br />
time supercritical CO2 microemulsions showing the typical<br />
phase inversion from a CO2-in-water to a water-in-CO2 microemulsion<br />
via a bicontinuous microstructure have been<br />
formulated. However, the solubilisation of supercritical CO2<br />
in water <strong>an</strong>d vice versa is rather ineffi cient (46 wt% of Lutensol<br />
® XL70 are needed to formulate a one phase microemulsion).<br />
The next steps for a technical realization of POSME are to<br />
fi nd surfact<strong>an</strong>ts that solubilise supercritical CO2 more ef-<br />
fi ciently. Potential c<strong>an</strong>didates that improve the interaction<br />
of supercritical CO2 with the interfacial interface <strong>an</strong>d thereby<br />
increase the effi ciency are hydrocarbon surfact<strong>an</strong>ts with<br />
br<strong>an</strong>ched alkyl chains <strong>an</strong>d fl uorinated surfact<strong>an</strong>ts [74]. Furthermore<br />
monomers or pre-polymers have to be added to<br />
the water phase to fi x the resulting foams.<br />
4. CONCLUSION<br />
The large variety of applications as well as the steadily increasing<br />
number of papers <strong>an</strong>d patents on microemulsions<br />
already show their signifi c<strong>an</strong>ce for m<strong>an</strong>y br<strong>an</strong>ches of<br />
chemistry <strong>an</strong>d suggest that microemulsions will become<br />
even more signifi c<strong>an</strong>t in the future. I hope to have given<br />
<strong>an</strong> insight into how the properties of microemulsions c<strong>an</strong><br />
be favourably used in different kinds of applications. Thus,<br />
it has been shown that the large internal water/oil interface<br />
of bicontinuous microemulsions c<strong>an</strong> be used to dramatically<br />
enh<strong>an</strong>ce epoxidation rates [4]. Knowing the correlation between<br />
the interfacial tensions <strong>an</strong>d the phase behaviour of<br />
microemulsions the physico-chemical principles of the water-based<br />
degreasing process were discovered <strong>an</strong>d a novel<br />
degreasing agent has been developed [5-7]. Last but not<br />
least the large number density of aggregates in droplet microemulsions<br />
led to the proposal of the Principle Of Supercritical<br />
Microemulsion Exp<strong>an</strong>sion, POSME, which uses supercritical<br />
- microemulsions as starting material for the production<br />
of n<strong>an</strong>o-foams [8].<br />
ACKNOWLEDGEMENT<br />
The author wishes to th<strong>an</strong>k Prof. Strey for his continuous<br />
support in all aspects both fi n<strong>an</strong>cial <strong>an</strong>d professional. His<br />
thoughts <strong>an</strong>d suggestions have been of great value. During<br />
the last 20 years of joint research <strong>an</strong>d deep discussion a close<br />
friendship has evolved. The author also th<strong>an</strong>ks S. Engelskirchen,<br />
L. Kramer, M. Schw<strong>an</strong> <strong>an</strong>d T. Wielpütz who worked<br />
on the different topics, G. Scherr <strong>an</strong>d his co-workers from<br />
the BASF Comp<strong>an</strong>y as well as Prof. A. Berkessel <strong>an</strong>d F.<br />
Schmidt from the Institute of Org<strong>an</strong>ic Chemistry (University<br />
of Cologne) for the productive cooperation. Parts of this work<br />
were supported by the BASF Comp<strong>an</strong>y as well as the EU<br />
through the Network of Excellence SoftComp (Soft Matter<br />
Composites – <strong>an</strong> approach to n<strong>an</strong>oscale functional materials)<br />
of the Sixth Framework Programme (FP6).<br />
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172
ASPEKTE<br />
Jürgen Gieshoff<br />
<strong>Herausforderungen</strong> <strong>an</strong> <strong>die</strong> <strong>Abgasreinigung</strong> <strong>von</strong><br />
<strong>morgen</strong><br />
Nach einem Vortrag zum Industriesymposium der Jahrestagung der <strong>Deutsche</strong>n Bunsengesellschaft<br />
im Mai 2006 in Erl<strong>an</strong>gen.<br />
EINLEITUNG<br />
Die Abgasemissionen <strong>von</strong> Fahrzeugen sind durch den Gesetzgeber<br />
seit mehr als zwei Jahrzehnten in Europa limitiert.<br />
Auslöser für <strong>die</strong>se Entwicklungen waren hohe Schadstoffbelastungen<br />
der Luft, insbesondere in Kalifornien.<br />
Durch <strong>die</strong> Vorgabe der Grenzwerte für Kohlenwasserstoffe,<br />
Kohlenmonoxid, Stickoxide und, im Falle der <strong>die</strong>selmotorischen<br />
Antriebe, auch der Partikelmasse, konnte ein deutlicher<br />
Rückg<strong>an</strong>g der Emissionen durch den Straßenverkehr<br />
erreicht werden. Dies zeigt beispielhaft für <strong>die</strong> Kohlenwasserstoffemissionen<br />
<strong>die</strong> erste Abbildung.<br />
Abb. 1: Entwicklung der Kohlenwasserstoffemissionen des Straßenverkehrs<br />
in Deutschl<strong>an</strong>d 1960 bis 2030; <strong>die</strong> deutliche Abnahme der<br />
Belastung ist durch <strong>die</strong> Einführung des Autoabgaskatalysators und<br />
den Entwicklungen bei den Verbrennungsmotoren und der Sensorik<br />
erreicht worden; Angaben in kt/a<br />
Diese positive Entwicklung ist durch <strong>die</strong> Weiterentwicklung<br />
auf den Gebieten der motorischen Verbrennung, Sensorik<br />
und Motorsteuerung, aber zu einem wesentlichen Teil auch<br />
durch <strong>die</strong> Einführung der katalytischen <strong>Abgasreinigung</strong> ermöglicht<br />
worden.<br />
Abb. 2 zeigt einen Konverter, der zur Ver<strong>an</strong>schaulichung aufgeschnitten<br />
worden ist. In dem Edelstahlgehäuse ist hier<br />
ein keramischer Träger eingebaut, der durch seine katalytisch<br />
aktive Beschichtung <strong>die</strong> Umsetzung der Schadgase<br />
ermöglicht.<br />
Dr. Jürgen Gieshoff<br />
Umicore AG & Co. KG<br />
Rodenbacher Chaussee 4<br />
D-63457 H<strong>an</strong>au<br />
Tel.: +49-6181-59-2832<br />
Fax: +49-6181-59-72832<br />
juergen.gieshoff@eu.umicore.com<br />
173<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Abb. 2: Katalysator in einem<br />
aufgeschnittenen Edelstahlbehälter<br />
(C<strong>an</strong>ning); <strong>die</strong> katalytische<br />
Beschichtung ist hier auf einem<br />
keramischen Wabenkörper aufgebracht<br />
Trotz <strong>die</strong>ser Fortschritte werden <strong>die</strong> Vorgaben für <strong>die</strong> Luftqualität<br />
nicht immer erfüllt. Neben Ozon als kritischem<br />
Schadstoff wird auch der Feinstaubgrenzwert <strong>an</strong> bestimmten<br />
Messstationen nicht immer eingehalten. Am Beispiel<br />
der Bundesrepublik Deutschl<strong>an</strong>d zeigt Abb. 3 <strong>die</strong> Feinstaubbelastung<br />
am 16. J<strong>an</strong>uar 2006. Das Titelbild zeigt <strong>die</strong> Mittelwerte<br />
für das Jahr 2005.<br />
Abb. 3: Feinstaubbelastung der Luft in Deutschl<strong>an</strong>d am 16.01.2006; alle<br />
farbig hinterlegten Regionen weisen eine Überschreitung des Wertes<br />
<strong>von</strong> 50 µg/m³ Partikel in der Luft auf; modifi zierte Grafi k nach Unterlagen<br />
des Umweltbundesamt 2<br />
Der Grenzwert <strong>von</strong> 50 µg/m³ darf seit dem 1. J<strong>an</strong>uar 2005<br />
<strong>an</strong> maximal 35 Tagen pro Jahr überschritten werden.<br />
Es gilt jedoch festzuhalten, dass <strong>die</strong> Abgasemissionen des
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Straßenverkehrs nicht <strong>die</strong> Hauptursache für <strong>die</strong> Feinstaubbelastung<br />
der Luft sind. Wesentliche <strong>an</strong>dere Quellen sind<br />
industrielle Prozesse und Schüttgut sowie Haushalte, Kleinverbraucher<br />
und Kraftwerke.<br />
Neben dem Ziel, <strong>die</strong> Vorgaben für <strong>die</strong> Luftqualität und Fahrzeugemissionen<br />
einzuhalten, wird seit einigen Jahren zunehmend<br />
auch der Kraftstoffverbrauch bzw. <strong>die</strong> Emission <strong>von</strong><br />
Kohlendioxid diskutiert. Auch hier k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong> eine positive<br />
Entwicklung feststellen. Dies zeigt Abb. 4.<br />
Abb. 4: Entwicklung der Kohlendioxidemissionen des Straßenverkehrs<br />
in Deutschl<strong>an</strong>d 1960 bis 2030; <strong>die</strong> Kohlendioxidemissionen sind direkt<br />
mit dem Kraftstoffverbrauch verknüpft; Angaben in kt/a 1<br />
Neben der stetigen Weiterentwicklung aller Verbrennungsmotoren<br />
zeigt sich <strong>an</strong> <strong>die</strong>sen Zahlen der steigende Markt<strong>an</strong>teil<br />
insbesondere <strong>die</strong>selmotorisch <strong>an</strong>getriebener PKW mit<br />
einem um etwa 10 - 20 % geringeren Kraftstoffverbrauch.<br />
Die Entwicklungen auf der motorischen Seite zur Verringerung<br />
des Kraftstoffverbrauches führen in der Regel zu Veränderungen<br />
bei der katalytischen <strong>Abgasreinigung</strong>. Wichtige<br />
Trends sind <strong>die</strong> Verringerung des Hubvolumens bei vergleichbarer<br />
Leistung durch den Einsatz <strong>von</strong> Turboladern,<br />
Verbesserung der Partikelemissionen beim Dieselfahrzeug<br />
<strong>die</strong> durch den Einsatz <strong>von</strong> Partikelfi ltern und zukünftige Verbrennungsverfahren<br />
beim Dieselmotor, <strong>die</strong> eine Verringerung<br />
der Stickoxidemissionen ermöglichen können.<br />
Konsequenzen für <strong>die</strong> <strong>Abgasreinigung</strong> zeigt in Beispielen<br />
<strong>die</strong>ser Artikel auf.<br />
BEISPIEL 1: DREI-WEGE-KATALYSATOREN<br />
Stöchiometrisch betriebene Benzinfahrzeuge sind mit Drei-<br />
Wege-Katalysatoren ausgerüstet. Diese Systeme reduzieren<br />
effektiv <strong>die</strong> drei gesetzlich limitierten gasförmigen Schadgase<br />
Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickoxide.<br />
2 CO + O2 2 CO2<br />
C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O<br />
2 NO + 2 CO N2 + 2 CO2<br />
Abb. 5: Reaktionsgleichungen des Schadgasabbaus im Drei-Wege-<br />
Katalysator; Prop<strong>an</strong> ist beispielhaft für <strong>die</strong> Kohlenwasserstoffe eingesetzt;<br />
<strong>die</strong> Bezeichung „Drei-Wege-Katalysator“ ist abgeleitet <strong>von</strong> den<br />
drei Schadgasen, <strong>die</strong> reduziert werden<br />
ASPEKTE<br />
Während Kohlenmonoxid und <strong>die</strong> Kohlenwasserstoffe durch<br />
den Restsauerstoff oxi<strong>die</strong>rt werden, benötigt m<strong>an</strong> für <strong>die</strong><br />
Reduktion der Stickoxide noch ausreichende Kohlenmonoxidmengen.<br />
Zur weitgehenden Erfüllung <strong>die</strong>ser chemischen Bedingungen<br />
ist ein geregelter Betrieb des Motors notwendig.<br />
Die notwendigen Konversionsraten sind abhängig <strong>von</strong> den<br />
Rohemissionen des Motors und dem betrachteten Emissionsgrenzwert.<br />
Beispielhaft wird <strong>die</strong>s für <strong>die</strong> europäischen und<br />
amerik<strong>an</strong>ischen Stickoxid-Grenzwerte in Abb. 6 gezeigt.<br />
Abb. 6: Notwendiger Stickoxid-Umsatz als Funktion der Motoremissionen<br />
für <strong>die</strong> amerik<strong>an</strong>ischen (ULEV und SULEV) und europäischen (EU<br />
III und EU IV) Grenzwerte im Vergleich<br />
Um <strong>die</strong> Emissions<strong>an</strong>forderungen zu erfüllen, werden <strong>die</strong> Katalysatoren<br />
zur Verbesserung der Kaltstartemissionen motornah<br />
eingebaut. In Abb. 7 sieht m<strong>an</strong> eine typische Konfi guration<br />
bestehend aus zwei motornah verbauten Katalysatoren in<br />
einer zweifl utigen Anordnung und der Zusammenführung<br />
im Unterbodenkatalysator, der hier aus zwei Katalysatoren<br />
gebildet wird.<br />
Abb. 7: Moderne Abgas<strong>an</strong>lage mit zwei motornah positionierten Katalysatoren<br />
und einem Unterbodenkonverter mit zwei einzelnen Katalysatoren<br />
Somit ergeben sich höhere Anforderungen <strong>an</strong> <strong>die</strong> Alterungsbeständigkeit,<br />
<strong>die</strong> sich auch darin äußern, dass bei Katalysatoralterungen<br />
am Motorprüfst<strong>an</strong>d <strong>die</strong> Katalysatoreing<strong>an</strong>gstemperatur<br />
in den letzten Jahren um etwa 100 °C erhöht<br />
worden ist.<br />
Als weitere wichtige technische Bedingung ist <strong>die</strong> Dauerhaltbarkeit<br />
zu nennen, <strong>die</strong> sich mit der Einführung <strong>von</strong> EURO V<br />
<strong>von</strong> 80.000 km auf 160.000 km verdoppeln wird.<br />
Im Hinblick auf <strong>die</strong> „Übersetzung“ <strong>die</strong>ser ingenieurwissen-<br />
174
ASPEKTE<br />
schaftlichen Anforderungen in <strong>die</strong> chemische „Gestaltung“<br />
der Beschichtung (Washcoat), muss zunächst <strong>die</strong> Temperaturstabilität<br />
der Komponenten beschrieben werden. Für den<br />
Drei-Wege-Katalysator sind neben den <strong>an</strong>org<strong>an</strong>ischen Trägeroxiden<br />
wie Aluminiumoxid, <strong>die</strong> Sauerstoffspeicherkomponenten<br />
auf Basis <strong>von</strong> Cer-Zirkonverbindungen und <strong>die</strong> Edelmetalle<br />
zu nennen. Die thermische Stabilität zeigt schematisch<br />
Abb. 8.<br />
Abb. 8: Relative Abnahme der Dispersion der Edelmetallkomponente<br />
bzw. der spezifi schen Oberfl äche der oxidischen Materialien in Abhängigkeit<br />
<strong>von</strong> der Temperatur; durch vergleichende Untersuchungen können<br />
Alterungen im Fahrzeug und synthetische Alterungen am Motor<br />
korreliert werden<br />
M<strong>an</strong> erkennt, dass <strong>von</strong> den drei typischen Washcoatkomponenten<br />
<strong>die</strong> Edelmetallpartikel <strong>die</strong> deutlichste Änderung<br />
erfahren. Von daher setzt eine Entwicklungsrichtung auf <strong>die</strong><br />
Stabilisierung der Edelmetallpartikel.<br />
Die Stabilisierung k<strong>an</strong>n durch eine Modifi kation des Beschichtungsverfahrens<br />
erreicht werden. Die herkömmliche Methodik<br />
legt das oxidische Trägeroxid bereits als Schicht<br />
auf dem Substrat vor, während bei aktuellen Verfahren ein<br />
edelmetallhaltiges Trägeroxid zur Beschichtung des keramischen<br />
Wabenkörpers eingesetzt wird.<br />
Den prinzipiellen Unterschied im Beschichtungsprozess<br />
zeigt das Schema in Abb. 9.<br />
Abb. 9: Vergleich der beiden Beschichtungsverfahren; links wird das herkömmliche<br />
Verfahren beschrieben, das <strong>von</strong> einem mit Trägeroxiden<br />
beschichteten Substrat ausgeht; rechts ist das Verfahren des Edelmetall-im-Washcoat<br />
− Prozesses beschrieben...........................................<br />
175<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Die Änderungen der Edelmetallpartikelgröße für beide Beschichtungsvari<strong>an</strong>ten<br />
zeigen im Vergleich <strong>die</strong> beiden HRTEM-<br />
Bilder, Abb. 10. Die statistische Auswertung der Edelmetallpartikelgrößenverteilung<br />
wird in Abb. 11 zusammengefasst.<br />
Abb. 10: High-Resolution tr<strong>an</strong>smissionselektronische Aufnahmen des<br />
Washcoats; <strong>die</strong> dunklen Punkte sind Palladiumpartikel; das linke Bild<br />
zeigt das Ergebnis, das durch eine herkömmliche Imprägnierung erreicht<br />
werden k<strong>an</strong>n, das rechte Bild beschreibt das Ergebnis durch den<br />
Edelmetall-im-Washcoat Prozess<br />
Abb. 11: Auswertung der Edelmetall-Partikelgrößenverteilung der beiden<br />
Beschichtungsverfahren; beide Vari<strong>an</strong>ten führen zu deutlich unterschiedlichen<br />
Partikelgrößenverteilungen<br />
M<strong>an</strong> sieht, dass das aktuelle Verfahren nach dem Edelmetall-im-Washcoat<br />
Prinzip deutlich kleinere Partikel mit einer<br />
wesentlich engeren Größenverteilung liefert.<br />
Für <strong>die</strong> Aktivität der beiden Katalysatorproben nach Alterung<br />
ergibt sich folgendes Bild (Abb. 12).<br />
Abb. 12: Modellgasergebnisse für <strong>die</strong> beiden Katalysatorproben; aufgetragen<br />
ist <strong>die</strong> Temperatur T50 (Light-Off-Temperatur), bei der 50 %<br />
Umsatz für das Schadgas erreicht wird
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Das aktuelle Beschichtungsverfahren ist seit einigen Jahren<br />
in der Produktion eingeführt und bietet neben <strong>die</strong>sem generellen<br />
Aktivitätsvorteil aufgrund der besseren Dispersion<br />
auch noch weitere Möglichkeiten, <strong>die</strong> Architektur des Katalysators<br />
zu beeinfl ussen. Hier seien als Beispiel nur Layerkatalysatoren<br />
gen<strong>an</strong>nt, <strong>die</strong> unterschiedliche Funktionalitäten<br />
in verschiedenen Katalysatorschichten realisieren. So bestehen<br />
aktuelle Drei-Wege-Katalysatoren häufi g aus zwei<br />
funktional unterschiedlichen Schichten.<br />
BEISPIEL 2: DIESELOXIDATIONSKATALYSATOREN<br />
Dieseloxidationskatalysatoren sind in allen aktuellen PKW-<br />
Dieselfahrzeugen installiert. Durch den Einsatz werden <strong>die</strong><br />
– im Vergleich zu stöchiometrisch betriebenen Benzinfahrzeugen<br />
- geringen motorischen Kohlenmonoxid- und Kohlenwasserstoffemissionen<br />
effektiv reduziert.<br />
Aufgrund der hohen Sauerstoffkonzentration im Abgas<br />
(Dieselmotoren arbeiten mit Luftüberschuss) können Oxidationskatalysatoren<br />
<strong>die</strong> Stickoxidemissionen nicht wirkungsvoll<br />
reduzieren.<br />
Die Partikelemissionen werden durch den Dieseloxidationskatalysator<br />
nur geringfügig reduziert. Eine nachhaltige<br />
Verbesserung auf <strong>die</strong>sem Gebiet hat <strong>die</strong> Einführung des<br />
Dieselpartikelfi lters ermöglicht.<br />
Abb. 13: Funktionsprinzip des Dieselpartikelfi lters; das Abgas des Motors<br />
wird durch <strong>die</strong> poröse W<strong>an</strong>d des Trägers gedrückt. Die Zellen sind<br />
wechselseitig mit Stopfen verschlossen<br />
Eine mikroskopische Aufnahme eines mit Ruß beladenen<br />
Filters zeigt Abb. 14.<br />
Abb. 14: Mikroskopische Aufnahme eines mit Ruß beladenen Filters;<br />
m<strong>an</strong> erkennt deutlich <strong>die</strong> Rußschicht in den Eing<strong>an</strong>gsk<strong>an</strong>älen; der Filter<br />
wurde für <strong>die</strong> Aufnahme aufgeschnitten<br />
ASPEKTE<br />
Die Einführung des Partikelfi lters hat jedoch für den vorgeschalteten<br />
Oxidationskatalysator zu neuen Anforderungen<br />
im Hinblick auf <strong>die</strong> Temperaturstabilität geführt. Dies ist<br />
bedingt durch das Konzept der aktiven Filterregeneration<br />
durch Kraftstoffnacheinspritzung.<br />
Der im Partikelfi lter aufgef<strong>an</strong>gene Ruß sorgt mit zunehmender<br />
Laufzeit für eine Erhöhung des Druckverlustes, so dass<br />
eine Regenerierung des Filters eingeleitet werden muss.<br />
Eine Filterreinigung k<strong>an</strong>n prinzipiell durch eine Erhöhung der<br />
Abgastemperatur auf etwa 600 °C ausgelöst werden. Dies<br />
geschieht beim PKW über einen Eingriff in <strong>die</strong> Motorsteuerung,<br />
der zu einer deutlichen Erhöhung der Kohlenwasserstoffemissionen<br />
vor dem Dieseloxidationskatalysator führt.<br />
Die Kohlenwasserstoffe werden auf dem Oxidationskatalysator<br />
unter Wärmefreisetzung umgesetzt, durch <strong>die</strong> hohe<br />
Abgastemperatur wird d<strong>an</strong>n der Ruß im Filter abgebr<strong>an</strong>nt.<br />
Das Funktionsprinzip zeigt im Überblick Abb. 15. Der reale<br />
Verlauf der Temperaturen im Fahrbetrieb wird in Abb. 16<br />
demonstriert.<br />
Abb. 15: Funktionsweise der Dieselpartikelfi lterregeneration; durch<br />
eine sehr späte Einspritzung („Post-Injection“) gel<strong>an</strong>gt unverbr<strong>an</strong>nter<br />
Kraftstoff in den Abgastrakt; der betriebswarme Dieseloxidationskatalysator<br />
setzt den Kraftstoff um und erwärmt dadurch das Abgas auf<br />
<strong>die</strong> notwendige Reaktionstemperatur für den Abbr<strong>an</strong>d des Rußes im<br />
Filter; durch <strong>die</strong> Exothermie des Rußabbr<strong>an</strong>des erhöht sich <strong>die</strong> Temperatur<br />
im Filter<br />
Abb. 16: Regenerationsevent im Fahrzeugbetrieb; im normalen Fahrbetrieb<br />
werden Temperaturen bis etwa 400 °C vor dem Filter gemessen;<br />
durch <strong>die</strong> Einleitung der Filterregeneration wird <strong>die</strong> Temperatur<br />
über <strong>die</strong> Nacheinspritzung nach dem Dieseloxidationskatalysator auf<br />
600 °C <strong>an</strong>gehoben, um den Rußabbr<strong>an</strong>d mit hinreichender Geschwindigkeit<br />
zu ermöglichen<br />
176
ASPEKTE<br />
Während im normalen Fahrzeugbetrieb Abgastemperaturen<br />
vor dem Dieselpartikelfi lter zwischen 200 und 400 °C<br />
gemessen werden, sind <strong>die</strong> Temperaturen vor dem Filter<br />
während einer Regeneration etwa 600 °C.<br />
Diese thermische Belastung des Katalysators führt zu einer<br />
Sinterung der Edelmetallpartikel. Dies zeigen <strong>die</strong> beiden<br />
HRTEM-Aufnahmen eines Katalysators im frischen und gealterten<br />
Zust<strong>an</strong>d in Abb. 17.<br />
Abb. 17: HRTEM-Aufnahmen eines frischen und gealterten Katalysators;<br />
<strong>die</strong> schwarzen Punkte sind Platinpartikel; das linke Bild stellt den<br />
frischen Katalysator dar, das rechte Bild den Katalysator nach einer 16 h<br />
Alterung bei 750 °C im Ofen<br />
Die Platincluster, <strong>die</strong> beim frischen Katalysator eine Größe<br />
<strong>von</strong> wenigen N<strong>an</strong>ometern aufweisen, sintern durch <strong>die</strong> verwendete<br />
Alterung auf 80 bis zu 500 nm. Gleichzeitig nimmt<br />
<strong>die</strong> Aktivität des Katalysators ab. Die Alterung im Ofen k<strong>an</strong>n<br />
m<strong>an</strong> mit der Laufl eistung <strong>von</strong> 100.000 bis 200.000 km eines<br />
Fahrzeuges mit Dieselpartikelfi lter vergleichen.<br />
Eine deutliche Verbesserung der Alterungsstabilität in <strong>die</strong>sen<br />
Applikationen k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong> durch den Einsatz <strong>von</strong> bimetallischen<br />
Katalysatorsystemen mit Platin und Palladium<br />
erreichen.<br />
Das entsprechende HRTEM-Bild nach einer <strong>an</strong>alogen Alterung<br />
in Abb. 18 zeigt Partikel zwischen 40 und 100 nm. Somit<br />
ist eine Stabilisierung der Dispersion erzielt worden.<br />
Abb. 18: HRTEM Aufnahme eines Pt/Pd-Dieseloxidationskatalysators<br />
nach einer 16 h / 750 °C Alterung; im Vergleich zur Abbildung 17 lassen<br />
sich kleinere Edelmetallpartikel feststellen<br />
Die Eignung des bimetallischen Pt/Pd-Katalysators im Fahrzeugeinsatz<br />
demonstriert Abb. 19.<br />
177<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Abb. 19: Umsatzverhalten des Pt/Pd-Dieseloxidationskatalysator im<br />
Fahrzeugdauerlauf; gemesssen wurde der Umsatz im Europäischen<br />
Fahrzyklus („NEDC“) mit einem Euro 4-kalibrierten Fahrzeug<br />
Die Fahrzeugemissionen sind über <strong>die</strong> untersuchte Laufleistung<br />
nahezu konst<strong>an</strong>t.<br />
Neben dem technischen Fortschritt konnte durch den Ersatz<br />
<strong>von</strong> Platin durch Palladium eine Kostensenkung realisiert<br />
werden.<br />
BEISPIEL 3: NOx-REDUKTION FÜR DIESELFAHRZEUGE<br />
Die Emissionsgrenzwerte ab 2007 in den USA erzwingen für<br />
Dieselfahrzeuge eine Emissionslösung für Stickoxide. Die<br />
notwendigen Umsatzraten liegen dabei – je nach Gesetzgebungsstufe<br />
und Rohemissionen des Fahrzeuges - zwischen<br />
50 und 80 %. Somit werden <strong>die</strong>se Fahrzeuge aus<br />
heutiger Sicht neben einer Oxidationsfunktion (Dieseloxidationskatalysator<br />
bzw. beschichteter Partikelfi lter) auch Stickoxidspeicherkatalysatoren<br />
bzw. SCR-Systeme (selektive<br />
katalytische Reduktion) aufweisen.<br />
Eine wesentliche Herausforderung besteht daher einerseits<br />
im Verständnis des gesamten Systemaufbaus mit seinen Abhängigkeiten<br />
zwischen den Katalysatorbausteinen und der<br />
Schnittstellen zum Motorm<strong>an</strong>agement und den Sensoren.<br />
Andererseits sind aber auch stetige Verbesserungen der<br />
katalytischen Aktivität für <strong>die</strong> Umsetzung der Konzepte im<br />
Fahrzeug notwendig.<br />
Betrachtet m<strong>an</strong> beispielhaft <strong>die</strong> Systemkomponente „NOx-<br />
Speicherkatalysator“, so zeigt Abb. 20 <strong>die</strong> prinzipielle Funktion<br />
des Katalysators im Fahrzeug.<br />
Abb. 20: Schematische Darstellung der Funktionsweise eines NOx-<br />
Speicherkatalysators; während der mageren Betriebsphase des Motors<br />
werden <strong>die</strong> Stickoxide <strong>von</strong> der Speicherkomponente absorbiert;<br />
<strong>die</strong> Regeneration erfolgt d<strong>an</strong>n durch kurze Fettphasen des Motors<br />
(„unterstöchiometrischer Betrieb“)
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Die vom Motor emittierten NOx-Emissionen werden zunächst<br />
gespeichert und d<strong>an</strong>n – beim Vorliegen der entsprechenden<br />
Betriebsbedingungen - durch „fettes“ Abgas wieder<br />
regeneriert. Dabei werden <strong>die</strong> Stickoxide gleichzeitig zu<br />
Stickstoff reduziert.<br />
Der Betrieb <strong>die</strong>ser Systeme setzt voraus, dass das Fahrzeug<br />
auch bei einer Luftzahl kleiner als eins betrieben werden<br />
k<strong>an</strong>n. Durch <strong>die</strong> Entwicklungen bei den Verbrennungsmotoren<br />
in den letzten 5 - 10 Jahren ist <strong>die</strong>s sowohl für<br />
Benzin- als auch für Dieselfahrzeuge ermöglicht worden.<br />
Für das prinzipielle Verständnis der zugrunde liegenden<br />
chemischen Reaktionen ist Abb. 21 hilfreich:<br />
Abb. 21: Schema der Stickoxid-Einspeicherung unter mageren Bedingungen<br />
und <strong>die</strong> Regeneration der Stickoxide bei fetten Abgasbedingungen<br />
4<br />
Unter mageren Betriebsbedingungen wird Stickstoffmonoxid<br />
<strong>an</strong> Platin zu Stickstoffdioxid umgesetzt. Diese Reaktion<br />
ist bei Temperaturen unter 200 °C kinetisch gehemmt,<br />
bei höheren Temperaturen wird durch <strong>die</strong> Verlagerung des<br />
thermodynamischen Gleichgewichtes hin zum Stickstoffmonoxid<br />
<strong>die</strong> Ausbeute <strong>an</strong> NO2 wieder reduziert. NO2 wird<br />
kontinuierlich dem Gleichgewicht entzogen, in dem es <strong>an</strong><br />
einer Speicherkomponente wie BaCO3 adsorbiert wird.<br />
Die Eigenschaften des Reaktionsschemas gehen einher<br />
mit dem Temperaturfenster der NOx-Umsetzung, das in<br />
Abb. 22 gezeigt wird.<br />
Abb. 22: Temperaturfenster der NOx-Konvertierung im Speicherkatalysator;<br />
der Umsatz ist ausgewertet über <strong>die</strong> mageren und fetten<br />
Betriebsphasen<br />
Durch <strong>die</strong> Alterung wird insbesondere <strong>die</strong> Aktivität bei niedrigeren<br />
Temperaturen beeinträchtigt. Die Ansätze zu einer<br />
ASPEKTE<br />
Verbesserung in <strong>die</strong>sem Punkt sind ähnlich wie für Dieseloxidationskatalysatoren,<br />
da der Grund in beiden Fällen in einer<br />
Edelmetallsinterung zu fi nden ist.<br />
Die Verbesserung der Hochtemperaturaktivität ist einerseits<br />
limitiert durch <strong>die</strong> thermodynamische Stabilität der gebildeten<br />
Nitrate, aber auch eingeschränkt durch eine Compositbildung<br />
bestehend aus Bariumcerat. Diese Phase zeigt nicht<br />
<strong>die</strong> guten NOx-Einspeicherfähigkeiten wie das Carbonat.<br />
Abb. 23 stellt in Abhängigkeit <strong>von</strong> der Temperatur <strong>die</strong> Bildung<br />
der Cerat-Phase dar.<br />
Abb. 23: Phasendiagramme des Systems Barium / Cer als Funktion<br />
der Alterungstemperatur; <strong>die</strong> Pulver wurden in Luft gealtert<br />
Ansätze zur Verbesserung der thermischen Stabilität der<br />
Speichermaterialien liegen in einer Dotierung des Systems.<br />
Diese Untersuchungen sind als High-Throughput Versuche<br />
<strong>an</strong>gelegt. Abschließende Bewertungen für neuartige Materialkompositionen<br />
können jedoch noch nicht berichtet<br />
werden.<br />
Neben der Weiterentwicklung der chemischen Zusammensetzung<br />
der Katalysatoren sind jedoch Kenntnisse<br />
über das Zusammenspiel der einzelnen Bausteine einer<br />
<strong>Abgasreinigung</strong> für <strong>die</strong> Erfüllung zukünftiger Emissionsgesetzgebungen<br />
notwendig. Dies wird durch Abb. 24 verdeutlicht.<br />
Das dargestellte System besteht aus vier<br />
Katalysatoren mit sehr unterschiedlichen Funktionen. Neben<br />
einem Dieseloxidationskatalysator und einem Partikelfi lter<br />
kommen Komponenten zur Stickoxidreduktion hinzu.<br />
Abb. 24: Ein Beispiel für zukünftige <strong>Abgasreinigung</strong>skonzepte der Firma<br />
DaimlerChrysler ; das System besteht aus vier unterschiedlichen<br />
Komponenten<br />
178
ASPEKTE<br />
ZUSAMMENFASSUNG<br />
Innerhalb der letzten 15 Jahre haben sich <strong>die</strong> Emissionen<br />
des Straßenverkehrs signifi k<strong>an</strong>t reduziert. Dies wurde durch<br />
Verbesserungen der motorischen Verbrennung, durch <strong>die</strong><br />
Entwicklungen im Bereich der motorischen Steuerung und<br />
durch <strong>die</strong> Einführung des Autoabgaskatalysators in Europa<br />
erreicht.<br />
Die verschiedenen Motorkonzepte bedingen dabei sehr<br />
unterschiedliche <strong>Abgasreinigung</strong>skomponenten vom Drei-<br />
Wege-Katalysator für <strong>die</strong> stöchiometrisch betriebenen Otto-<br />
Motoren hin zu Stickoxidreduktionssystemen zur Erfüllung<br />
zukünftiger Emissionsgesetze für Dieselmotoren.<br />
Neben der kontinuierlichen Weiterentwicklung der chemischen<br />
Zusammensetzung der Katalysatorbeschichtung ist<br />
eine Betrachtung des Gesamtsystems zur Darstellung optimierter<br />
Lösungen notwendig.<br />
Die erzielten Erfolge auf dem Weg zu einer emissionsärmeren<br />
Mobilität reichen jedoch für <strong>die</strong> Zukunft nicht aus.<br />
Die Ansprüche <strong>an</strong> <strong>die</strong> Luftqualität werden überall in der<br />
Welt weiter steigen und <strong>die</strong>s bei einer wachsenden globalen<br />
Fahrzeugdichte. Somit werden auch in der Zukunft<br />
<strong>an</strong>spruchsvolle Systemlösungen für <strong>die</strong> <strong>Abgasreinigung</strong> zu<br />
entwickeln sein.<br />
179<br />
LITERATUR<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
1<br />
Fortschreibung "Daten- Rechenmodell": Energieverbrauch<br />
und Schadstoffemissionen des motorisierten Verkehrs in<br />
Deutschl<strong>an</strong>d 1960-2030<br />
Zusammenfassung im Auftrag des Umweltbundesamtes<br />
UFOPLAN Nr. 204 45 139<br />
Heidelberg, 30. November 2005<br />
2 Umweltbundesamt; www.umweltbundesamt.de<br />
3 http://www.aecc.be/content/images/catalytic_converters.jpg<br />
4 N. Miyoshi et al., SAE 950809 (1995)<br />
5 http://www.greencarcongresss.com/2006/01/mercedes_to_<br />
int.html<br />
DANKSAGUNG<br />
Hiermit möchte ich mich recht herzlich bei meinen Kollegen<br />
Dr. P. Spurk, Herrn W. Müller, Herrn R. Sesselm<strong>an</strong>n und Dr.<br />
D. Lindner für <strong>die</strong> Unterstützung bei der Realisierung des<br />
Artikels bed<strong>an</strong>ken.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Klaus Funke<br />
Zur Eröffnung der Zweiten Ostwaldtage in Leipzig,<br />
am 1. September 2006<br />
Wir stehen auf den Schultern <strong>von</strong> Riesen, meine sehr verehrten Damen und Herren.<br />
Einer <strong>die</strong>ser Riesen war zweifellos Wilhelm Ostwald, dessen<br />
Geburtstag sich <strong>morgen</strong> zum 153. Male jährt. Aus <strong>die</strong>sem<br />
Anlass sind wir hier in Leipzig zu den Zweiten Ostwaldtagen<br />
zusammengekommen. Heute und <strong>morgen</strong> wollen wir hier<br />
und in Großbothen <strong>die</strong> Erinnerung <strong>an</strong> Wilhelm Ostwald sowie<br />
<strong>an</strong> sein Leben und Werk wach halten und seine Beiträge zur<br />
Wissenschaft und zur Kultur <strong>an</strong>gemessen würdigen. Wichtiger<br />
Best<strong>an</strong>dteil der <strong>die</strong>sjährigen Ostwaldtage ist wieder<br />
der Besuch der Ostwald-Gedenkstätte in Großbothen,<br />
<strong>die</strong> als “ Historische Stätte der Chemie“ für neue Aktivitäten<br />
geöffnet, neuen Aufgaben zugeführt und vor allem mit<br />
neuem Leben erfüllt werden soll. Für mich ist es eine große<br />
Freude, zu <strong>die</strong>sem Anlass <strong>die</strong> Grüße und <strong>die</strong> guten<br />
Wünsche der <strong>Deutsche</strong>n Bunsen-Gesellschaft für Physikalische<br />
Chemie überbringen zu dürfen, stellvertretend auch<br />
für unsere Schwestergesellschaften, <strong>die</strong> DECHEMA und<br />
<strong>die</strong> GDCh.<br />
“ Wir stehen auf den Schultern <strong>von</strong> Riesen.“ Um <strong>die</strong>sen Satz<br />
recht zu verstehen, lassen Sie mich ein bisschen ausholen.<br />
Machen wir uns klar: Die Riesen der Verg<strong>an</strong>genheit waren<br />
<strong>die</strong> Wegbereiter unserer Kultur <strong>von</strong> heute. Gewiss mag<br />
m<strong>an</strong> bei dem Wort „Kultur“ <strong>an</strong> Goethe und Schiller denken,<br />
<strong>an</strong> K<strong>an</strong>t und Hegel, Rembr<strong>an</strong>dt und Dürer, Beethoven<br />
und Brahms. Kultur umfasst aber mehr. Zu unserer Kultur<br />
gehört auch, und zwar g<strong>an</strong>z wesentlich, das Bild, das wir<br />
uns <strong>von</strong> der Natur und ihren Gesetzen machen, <strong>von</strong> der unbelebten<br />
und belebten Welt um uns herum. Die Riesen der<br />
Verg<strong>an</strong>genheit, <strong>die</strong> uns in <strong>die</strong>sem Zusammenh<strong>an</strong>g in den<br />
Sinn kommen, waren Naturwissenschaftler.<br />
“ Wir stehen auf den Schultern <strong>von</strong> Riesen.“ Der, der <strong>die</strong>sen<br />
Satz sagte, war ein Naturwissenschaftler. Er lebte vor drei<br />
Jahrhunderten. Es war Sir Isaac Newton, für uns Heutige<br />
selbst ein Riese, derjenige, der den fallenden Apfel und <strong>die</strong><br />
Himmelsmech<strong>an</strong>ik in Ged<strong>an</strong>ken mitein<strong>an</strong>der verb<strong>an</strong>d und<br />
mit denselben Gleichungen beschrieb. Andere Riesen st<strong>an</strong>den<br />
in späteren Jahrhunderten auf Newtons Schultern, Riesen,<br />
<strong>die</strong> neue Visionen entwickelten und neue Wahrheiten<br />
erk<strong>an</strong>nten. Ich denke <strong>an</strong> Carl Friedrich Gauß und Albert Einstein.<br />
Die Vision <strong>von</strong> Gauß war <strong>die</strong> Möglichkeit einer nichteuklidischen<br />
Geometrie, später bestätigt durch Einstein,<br />
der <strong>die</strong> verblüffende Wahrheit erk<strong>an</strong>nte, dass <strong>die</strong> Metrik<br />
der Raumzeit erst durch <strong>die</strong> Materie geformt wird. Newton,<br />
Gauß, Einstein – wahrlich drei Riesen, <strong>die</strong> unser Weltbild<br />
veränderten!<br />
Prof. Dr. Klaus Funke<br />
Institut für Physikalische Chemie<br />
Universität Münster<br />
D-48149 Münster<br />
Tel.: +49 251 83-23418<br />
Fax: +49 251 83-29138<br />
K.Funke@uni-muenster.de<br />
AKTUELLES<br />
Hier und heute soll <strong>von</strong> <strong>an</strong>deren Riesen <strong>die</strong> Rede sein, nämlich<br />
<strong>von</strong> denen der Physikalischen Chemie. Zwei der bedeutendsten<br />
unter ihnen waren Robert Wilhelm Bunsen und Wilhelm<br />
Ostwald. Ihre Lebenssp<strong>an</strong>nen lagen nicht in unterschiedlichen<br />
Epochen, sondern waren nur um wenige Jahrzehnte<br />
gegenein<strong>an</strong>der versetzt. Das spiegelt <strong>die</strong> Tatsache wider,<br />
dass Bunsens und Ostwalds junge Wissenschaft, <strong>die</strong> Physikalische<br />
Chemie, sich damals, in der zweiten Hälfte des vorletzten<br />
Jahrhunderts, in der Phase ihrer Gründung und ihres<br />
großen initialen Aufschwungs bef<strong>an</strong>d.<br />
Vergegenwärtigen wir uns schlaglichtartig einige Beiträge<br />
Bunsens und Ostwalds zur Physikalischen Chemie. M<strong>an</strong> stelle<br />
sich vor: Vor Bunsen gab es noch nicht einmal den Bunsenbrenner,<br />
und vor Ostwald waren Katalyse und fl üssige<br />
Elektrolyte unerforschte weiße Gebiete auf der L<strong>an</strong>dkarte<br />
der Wissenschaft.<br />
Es ist überliefert, dass Bunsen in seiner Vorlesung den verhornten<br />
Zeigefi nger in <strong>die</strong> Flamme seines Brenners hielt und<br />
den Studenten erklärte: “ An <strong>die</strong>ser Stelle hat <strong>die</strong> Flamme<br />
200 Grad.“ Zusammen mit Kirchhoff entwickelte er <strong>die</strong><br />
Spektral<strong>an</strong>alyse und entdeckte mit ihrer Hilfe <strong>die</strong> neuen Elemente<br />
Caesium und Rubidium im Mineralwasser <strong>von</strong> Bad<br />
Dürkheim.<br />
Wilhelm Ostwald ging in <strong>die</strong> Geschichte der Wissenschaft<br />
ein, indem er Gesetzmäßigkeiten auff<strong>an</strong>d, <strong>die</strong> heute nach<br />
ihm ben<strong>an</strong>nt sind, etwa das Ostwaldsche Verdünnungsgesetz<br />
und <strong>die</strong> Ostwaldsche Stufenregel, aber auch und vor<br />
allem wegen seiner wesentlichen Beiträge zum Energiebegriff<br />
in der Chemie sowie zum Verständnis der Katalyse<br />
auf der Grundlage der chemischen Gleichgewichte und der<br />
Reaktionsgeschwindigkeiten. Auf <strong>die</strong> Frage, wie er all seine<br />
Arbeit geschafft habe, <strong>an</strong>twortete er einmal: „Weil es mich<br />
so gefreut hat.“<br />
Wilhelm Ostwald war jedoch nicht nur ein Riese der physikalisch-chemischen<br />
Wissenschaft, gewürdigt durch den Nobelpreis<br />
des Jahres 1909 für Chemie, er war auch mit Leib<br />
und Seele Wissenschaftsorg<strong>an</strong>isator und Gründervater. So<br />
war er 1887 zusammen mit Jacobus Hendricus v<strong>an</strong>’t Hoff<br />
Begründer und erster Herausgeber der Zeitschrift für Physikalische<br />
Chemie und ab 1889 Herausgeber der berühmten<br />
Sammlung kommentierter Originalabh<strong>an</strong>dlungen, gen<strong>an</strong>nt<br />
“ Ostwalds Klassiker der exakten Naturwissenschaften“.<br />
Vor allem aber war er der Begründer der heutigen <strong>Deutsche</strong>n<br />
Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie. Von<br />
1894 bis 1898 war er ihr erster Erster Vorsitzender. Zunächst<br />
trug <strong>die</strong> Gesellschaft freilich einen <strong>an</strong>deren Namen, sie hieß<br />
damals <strong>Deutsche</strong> Elektrochemische Gesellschaft“. Es war<br />
“<br />
d<strong>an</strong>n wiederum Ostwald, der im Jahre 1901 vorschlug, <strong>die</strong><br />
Gesellschaft in <strong>Deutsche</strong> Bunsen-Gesellschaft“ umzube-<br />
“<br />
180
AKTUELLES<br />
181<br />
Der L<strong>an</strong>dsitz „Energie“ in Großbothen bei Grimma in Sachsen war seit 1906 Wohnsitz der Familie<br />
Ostwald. Wilhelm Ostwalds Arbeitsräume mit Laboratorium und Bibliothek waren im „Haus<br />
Energie“ (Foto) untergebracht und sind dort noch heute zu besichtigen. Der L<strong>an</strong>dsitz „Energie“<br />
wurde der Akademie der Wissenschaften zu Berlin 1953 als Schenkung übergeben, steht seit<br />
1979 unter Denkmalschutz und ist seit 1994 Eigentum des Freistaates Sachsen. Er wird <strong>von</strong><br />
der Wilhelm-Ostwald-Gesellschaft als Tagungs- und Begegnungsstätte genutzt. Das gesamte<br />
Anwesen wurde 2005 <strong>von</strong> der GDCh mit Unterstützung der Bunsen-Gesellschaft in <strong>die</strong> bedeutende<br />
Reihe „Historische Stätten der Chemie“ aufgenommen........................................................................<br />
Foto: Copyright bei der Wilhelm-Ostwald-Gesellschaft zu Großbothen e.V..<br />
.......................................................................<br />
nennen, einerseits zu Ehren des zwei Jahre zuvor verstorbenen<br />
Robert Wilhelm Bunsen, <strong>an</strong>dererseits aber auch,<br />
um der Gesellschaft ein breiteres physikalisch-chemisches<br />
Profi l zu geben. Der Name “ Bunsen-Gesellschaft“, das ist<br />
überliefert, wurde auf der damaligen Hauptversammlung in<br />
Freiburg unter großem Beifall akzeptiert. Den Glücksumst<strong>an</strong>d,<br />
dass wir deutschen Physikalischen Chemiker heute<br />
wie damals in der Bunsen-Gesellschaft unsere wissenschaftliche<br />
Heimat haben, verd<strong>an</strong>ken wir also Wilhelm Ostwald.<br />
Aber nicht nur nach Bunsen, auch nach <strong>an</strong>deren Riesen<br />
der Wissenschaft wurden in der Folgezeit Gesellschaften<br />
ben<strong>an</strong>nt. Ich denke dabei besonders <strong>an</strong> <strong>die</strong> Gauß-Gesellschaft<br />
in Göttingen, <strong>an</strong> <strong>die</strong> Albert-Einstein-Gesellschaft in<br />
Bern und – natürlich – <strong>an</strong> <strong>die</strong> Wilhelm-Ostwald-Gesellschaft<br />
zu Großbothen.<br />
Nach dem Gesagten versteht es sich <strong>von</strong> selbst, dass zwischen<br />
der Ostwald-Gesellschaft und der Bunsen-Gesellschaft<br />
ein besonders enges Verhältnis besteht. Gern denke<br />
ich <strong>an</strong> <strong>die</strong> Zeit zurück, als Herr Professor Quitzsch und ich<br />
als Erste Vorsitzende unserer Gesellschaften in Großbothen<br />
und in Leipzig über <strong>die</strong> Beziehungen zwischen unseren Gesellschaften<br />
sprachen. Damals trafen wir <strong>die</strong> Übereinkunft,<br />
das enge Verhältnis dadurch zum Ausdruck zu bringen, dass<br />
unsere Gesellschaften wechselweise beiein<strong>an</strong>der Mitglied<br />
werden, so geschehen in jenem besonderen Jahr 2003,<br />
das wir als Jahr der Chemie begingen und in dem wir hier<br />
in Leipzig gemeinsam Wilhelm Ostwalds 150. Geburtstag<br />
feierten.<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Die d<strong>an</strong>n folgenden Geschehnisse des verg<strong>an</strong>genen Jahres<br />
hat wohl niem<strong>an</strong>d besser beschrieben als Heinz Behret,<br />
l<strong>an</strong>gjähriger Geschäftsführer der Bunsen-Gesellschaft. In<br />
einem Leitartikel schrieb er: “ Die sich <strong>an</strong>deutenden dunklen<br />
Wolken am Horizont <strong>von</strong> Großbothen wurden <strong>von</strong> vielen<br />
Seiten wahrgenommen. Das sächsische Staatsministerium<br />
erhielt eindringliche Wetterwarnungen aus der g<strong>an</strong>zen Welt.<br />
Auch <strong>die</strong> Geschäftsführer der drei wissenschaftlichen Gesellschaften<br />
DECHEMA, GDCh und DBG pilgerten nach Dresden<br />
und wurden bei der Ministerin gemeinsam vorstellig. Unterstrichen<br />
wird <strong>die</strong> Wahrnehmung noch dadurch, dass schließlich<br />
<strong>die</strong> Gesellschaft <strong>Deutsche</strong>r Chemiker das gesamte<br />
Anwesen in Großbothen mit Unterstützung der Bunsen-<br />
Gesellschaft im September 2005 in <strong>die</strong> bedeutende Reihe<br />
der “ Historischen Stätten der Chemie“ aufgenommen hat.<br />
Vom Ministerium kommen inzwischen günstigere Wetterprognosen."<br />
Ich wünsche Ihnen, der Ostwald-Gesellschaft, dass sich<br />
<strong>die</strong> günstigen Wetterprognosen bewahrheiten. Die guten<br />
Wünsche der g<strong>an</strong>zen Bunsen-Gesellschaft begleiten Sie.<br />
Vor allem wünschen wir Ihnen, dass <strong>die</strong> Wilhelm-Ostwald-<br />
Gedenkstätte ein attraktives Zentrum wird, eine Stätte der<br />
lebendigen Begegnung mit der Wissenschaft, offen für jederm<strong>an</strong>n.<br />
Möge <strong>die</strong> besondere Ausstrahlung <strong>von</strong> Großbothen<br />
vor allem junge Menschen <strong>an</strong> <strong>die</strong> Wissenschaft her<strong>an</strong>führen,<br />
und möge der Genius Loci seine begeisternde Wirkung entfalten.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Thomas Heine<br />
42. Symposium für Theoretische Chemie<br />
in Erkner bei Berlin<br />
Qu<strong>an</strong>tum Chemistry – Methods <strong>an</strong>d Applications war das<br />
Thema des 42. Symposium für Theoretische Chemie (STC),<br />
das vom 3. bis 6. September 2006 in Erkner bei Berlin stattf<strong>an</strong>d.<br />
Prof. Joachim Sauer und sein Org<strong>an</strong>isatorenteam<br />
(Dr. Marek Sierka, Dr. Alex<strong>an</strong>der Hofm<strong>an</strong>n, Jens Döbler,<br />
Torsten Kerber, Mike Wesem<strong>an</strong>n, Silv<strong>an</strong>a Pophal und<br />
Monika Urb<strong>an</strong>) wählten das Bildungszentrum Erkner als<br />
Ver<strong>an</strong>staltungsort, eine ideale Tagungsstätte, auch aufgrund<br />
der Anbindung <strong>an</strong> <strong>die</strong> Berliner Infrastruktur, mit ausreichenden<br />
Kapazitäten, das mit 280 Teilnehmern recht große<br />
STC auszurichten. Der Charakter der Konferenz wurde<br />
auch in <strong>die</strong>sem Jahr internationaler, <strong>die</strong> Wahl <strong>von</strong> Englisch<br />
als Konferenzsprache motivierte Wissenschaftler aus 20<br />
Ländern am STC teilzunehmen. Traditionsgemäß wurde<br />
das Symposium wieder in einer Session abgehalten. Trotz<br />
der Vielzahl <strong>von</strong> 12 Plenarvorträgen, 18 Kurzvorträgen, der<br />
Hellm<strong>an</strong>n-Vorlesung und 198 Postern ließ <strong>die</strong> geschickte<br />
Org<strong>an</strong>isation der Ver<strong>an</strong>staltung genügend Zeit für Diskussionen.<br />
Thematisch konzentrierten sich <strong>die</strong> Vorträge auf <strong>die</strong><br />
Entwicklung <strong>von</strong> ab initio-Methoden zur Beh<strong>an</strong>dlung <strong>von</strong><br />
großen Systemen. Hier sollen lokale ab initio-Methoden, moderne<br />
Implementierungen der Dichtefunktionaltheorie (DFT),<br />
neue Methoden der Störungstheorie, Methoden, <strong>die</strong> Vorteile<br />
der Darstellung der Elektronendichte durch Hilfsfunktionen<br />
(density fi tting) ausnutzen und Hybridmethoden (QM/<br />
MM) besonders erwähnt werden. Anwendungen wurden<br />
in einigen Kurzvorträgen und in den drei Postersitzungen<br />
präsentiert. Viele Posterbeiträge zeigten Car-Parrinello-<br />
Simulationen und Rechnungen mit zeitabhängiger DFT<br />
(TD-DFT). Die Postersitzungen boten weiterhin <strong>die</strong> Möglichkeit,<br />
zahlreiche technische und methodische Neuerungen,<br />
<strong>die</strong> in Kürze in diversen Computercodes zur Verfügung<br />
stehen werden, zu diskutieren. Die Pausen und insbesondere<br />
<strong>die</strong> abendlichen Postersitzungen f<strong>an</strong>den in einladender<br />
Atmosphäre statt und motivierten Diskussionen bis in <strong>die</strong><br />
späten Nachtstunden. Im Eröffnungsvortrag <strong>von</strong> Prof. Werner<br />
Kutzelnigg (Uni Bochum) „Are Density Functional Theory<br />
<strong>an</strong>d ab-initio Qu<strong>an</strong>tum Chemistry living in different<br />
worlds“ beg<strong>an</strong>n <strong>die</strong> kritische Hinterfragung der DFT, <strong>die</strong><br />
sich über <strong>die</strong> gesamte Konferenz fortsetzte. Prof. Kutzelnigg<br />
interpretierte <strong>die</strong> DFT aus Sicht der traditionellen Schule der<br />
ab-initio-Qu<strong>an</strong>tenchemie und schlug, aufbauend auf <strong>die</strong> Arbeiten<br />
<strong>von</strong> Levy, eine alternative Formulierung der DFT über<br />
<strong>die</strong> Legendre-Tr<strong>an</strong>sformationen der Elektronendichte vor. 1<br />
Dr. Thomas Heine<br />
Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie<br />
TU Dresden<br />
D-01062 Dresden<br />
Tel: +49 351 35370<br />
Fax: +49 351 35953<br />
thomas.heine@chemie.tu-dresden.de<br />
TAGUNG<br />
Seine Kritik <strong>an</strong> der Formulierung der Hohenberg-Kohn-<br />
Theoreme löste lebhafte Diskussionen, insbesondere mit<br />
Prof. Andreas Görling, aus. Die kontroverse Debatte über<br />
<strong>die</strong> DFT wurde im Kurzvotrag <strong>von</strong> Dr. Dreuw und Dr. Schirmer<br />
(Uni Fr<strong>an</strong>kfurt) zur formalen Korrektheit <strong>von</strong> zeitabhängiger<br />
DFT (TD-DFT) fortgesetzt.<br />
Zwei Plenarvorträge wurden <strong>von</strong> Experimentatoren gehalten.<br />
Prof. Martin Quack (ETH Zürich) nutzt Methoden der theoretischen<br />
Chemie zur Vorbereitung der spektroskopischen<br />
Experimente zur Messung des sehr kleinen paritätsverletzenden<br />
Energieunterschiedes zwischen den En<strong>an</strong>tiomeren<br />
chiraler Moleküle (Abb. 1). Die genaue theoretische<br />
Analyse der vorgeschlagenen Experimente k<strong>an</strong>n zu den<br />
Grundlagen des St<strong>an</strong>dardmodells der Hochenergiephysik<br />
beitragen. 2 Prof. H<strong>an</strong>s-Joachim Freund (FHI Berlin) stellte<br />
der Theoretischen Chemie <strong>Herausforderungen</strong> aus dem<br />
Bereich der heterogenen Katalyse. In Prof. Freunds Arbeitsgruppe<br />
werden <strong>die</strong> Wechselwirkungen <strong>von</strong> Einzelmolekülen<br />
mit Oberfl ächen untersucht. Besonderer Wert wird auf eine<br />
reine Versuchs<strong>an</strong>ordnung gelegt, um Einfl üsse, z. B. <strong>von</strong> Verunreinigungen,<br />
auszuschließen. Daher sind seine Arbeiten<br />
eine gute Voraussetzung zur Kombination <strong>von</strong> Theorie und<br />
Experiment.<br />
Abbildung 1: Der kleine paritätsverletzende Energieunterschied � pv E<br />
in <strong>die</strong>sem Energieniveauschema für das Beispiel CHFClBr wird durch<br />
neuere Methoden der „elektroschwachen Qu<strong>an</strong>tenchemie“ um Grössenordnungen<br />
grösser berechnet als früher vermutet und fällt in den Bereich<br />
<strong>von</strong> möglichen (sehr schwierigen) Experimenten (für <strong>die</strong>ses Beispiel<br />
� pv E ∽ 10 -11 Jmol -1 , siehe Ref. 2).<br />
Die Simulation großer Systeme mit Methoden der Qu<strong>an</strong>tenchemie<br />
st<strong>an</strong>d in den meisten Vorträgen im Vordergrund.<br />
Eine Möglichkeit, große Systeme partiell genau zu untersuchen,<br />
sind Hybridmethoden. Die Implementierung <strong>von</strong><br />
QM/MM-Methoden (hier wird der zentrale Teil des Systems<br />
qu<strong>an</strong>tenmech<strong>an</strong>isch, der Rest klassisch beschrieben) wurde<br />
182
TAGUNG<br />
<strong>von</strong> einigen Rednern erwähnt, und im ersten Kurzvortrag<br />
<strong>von</strong> Dr. Jeremy N. Harvey (Bristol, Großbrit<strong>an</strong>nien) eindrucksvoll<br />
mit Rechnungen zur Struktur und Reaktivität <strong>von</strong><br />
Enzymen demonstriert. Über eine clevere Implementierung<br />
der Dichtefunktionaltheorie mit speziellen Hilfsfunktionen<br />
zur Darstellung der elektronischen Dichte trugen Prof. Jürg<br />
Hutter und <strong>von</strong> Dr. Mathias Krack (Uni Zürich, ETH Zürich,<br />
Campus Lug<strong>an</strong>o) vor. Quickstep/CP2K 3 ist ein moderner<br />
paralleler DFT-Code, dessen Implementierung innovative<br />
Techniken zur Reduzierung numerischer Probleme nutzt.<br />
Eine beeindruckende Demonstration der Möglichkeiten<br />
des Codes auf einer Cray XT3 ist in Abb. 2 dargestellt.<br />
Abbildung. 2: Skalierung <strong>von</strong> CP2K/Quickstep 3 auf der Cray XT3 für<br />
Wasser bei 300 K und 1 bar. Die Zahl der kontrahierten Gaußbasisfunktionen<br />
reicht <strong>von</strong> 1280 für 32 H2O bis 81920 für 2048 H2O in der<br />
Simulationszelle. Die aufgetragene mittlere Zeit pro Molekulardynamikschritt<br />
beinhaltet eine volle Wellenfunktionsoptimierung einschliesslich<br />
Kraftberechnung. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung<br />
<strong>von</strong> Dr. Mathias Krack.<br />
Prof. Reinhard Ahlrichs (Uni Karlsruhe) zeigte, wie moderne<br />
DFT benutzt werden k<strong>an</strong>n, um Röntgenbeugungsspektren<br />
(XRD) zu interpretieren (siehe Abb. 3). In seinem Vortrag bewertete<br />
er auch <strong>die</strong> Genauigkeit verschiedener Funktionale<br />
der DFT für <strong>die</strong> Berechnung <strong>von</strong> Molekülstrukturen. Seine<br />
Empfehlung war, Strukturen mit dem gra<strong>die</strong>ntenkorrigierten<br />
Funktional <strong>von</strong> Becke (Austausch, 1988) und Perdew (Korrelation,<br />
1986) zu berechnen. Diese Empfehlung gilt nicht<br />
für Energien und Eigenschaften.<br />
183<br />
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� �<br />
Abbildung 3: (a) Struktur des Clusters Cu45Sb16(PR3)16 (R = Me3, Et2Me);<br />
(b): oben: Der Ausschnitt des Zentrums, wie er sich zunächst nach<br />
der XRD ergab, wobei nur das Zentralatom fraglich war: Cu oder Sb.<br />
Unten: Die DFT-Rechnung ergaben dagegen den Ausschnitt, in dem<br />
alle fünf zentralen Plätze durch Cu besetzt sind. Das wurde schließlich<br />
durch das Experiment bestätigt. 4 Nachdruck mit freundlicher Genehmigung<br />
<strong>von</strong> Dr. Claudia Schrodt und Prof. Reinhard Ahlrichs.<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Wichtige Neuheiten gab es für <strong>die</strong> theoretische Beschreibung<br />
<strong>von</strong> Festkörperstrukturen, denn <strong>die</strong>se sind nun auch mit<br />
korrelierten post-Hartree-Fock-Methoden möglich. Theorie<br />
und Anwendungen <strong>von</strong> MP2-Störungstheorie und Coupled-<br />
Cluster-Rechnungen <strong>von</strong> Festkörpern wurden <strong>von</strong> Prof.<br />
Frederick R. M<strong>an</strong>by (University of Bristol) und Prof. Martin<br />
Schütz (Uni Regensburg) gezeigt. Im <strong>von</strong> Prof. Schütz verfolgten<br />
Ansatz werden lokale Orbitale durch W<strong>an</strong>nierfunktionen<br />
dargestellt und <strong>die</strong> Vorteile der Darstellung der Elektronendichte<br />
durch Hilfsfunktionen (density fi tting) ausgenutzt<br />
(siehe Abb. 4).<br />
Abbildung 4: Bei der Berechnung mit dem periodischen Dichtefi tting-<br />
LMP2- Programm CRYSCOR wird <strong>die</strong> Korrelation über Wechselwirkungen<br />
<strong>von</strong> Paaren <strong>von</strong> W<strong>an</strong>nierfunktionen berechnet, wie hier für das<br />
Beispiel <strong>von</strong> Meth<strong>an</strong> adsorbiert auf einer MgO Oberfl äche dargestellt<br />
ist. Nachdruck mit freundlicher Genehmigung <strong>von</strong> Dr. Denis Usvyat<br />
und Prof. Martin Schütz.<br />
Fortschritte bei der Implementierung der Coupled-Cluster-<br />
Theorie erlauben <strong>die</strong> Untersuchung neuer Systemklassen.<br />
Dies wurde eindrucksvoll <strong>von</strong> Prof. Peter Pulay (University<br />
of Ark<strong>an</strong>sas) und Prof. Alex<strong>an</strong>der A. Auer (TU Chemnitz) gezeigt.<br />
Beispielsweise k<strong>an</strong>n durch <strong>die</strong> Einführung geeigneter<br />
numerischer Schr<strong>an</strong>ken der Rechenaufw<strong>an</strong>d wesentlich<br />
reduziert werden (Abb. 5). Wir können erwarten, dass sich<br />
der Coupled-Cluster-Theorie in naher Zukunft viele neue<br />
Anwendungsgebiete erschließen werden.<br />
Abbildung 5: Dynamical Thresholding Algorithms - über einen Parameter<br />
lassen sich Genauigkeit und Rechenaufw<strong>an</strong>d der CCSD-Näherung<br />
variieren (Hept<strong>an</strong>, Serin und Wassercluster / TZ Basis). 5 Nachdruck<br />
mit freundlicher Genehmigung <strong>von</strong> Prof. Alex<strong>an</strong>der A. Auer.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Neue Methoden der Störungstheorie zur Beschreibung der<br />
Korrelation waren Gegenst<strong>an</strong>d einiger Kurzvorträge. Dr. Michael<br />
H<strong>an</strong>rath (Uni Köln) stellte den Multi-Reference Wavefunction<br />
<strong>an</strong>satz (MRexpT), Dr. Reinhold F. Fink (Uni Würzburg)<br />
<strong>die</strong> Retaining the Excitation degree-Störungstheorie<br />
(RE-PT) und Dr. Jiří Pittner (Tschechische Akademie der<br />
Wissenschaften, Prag) <strong>die</strong> Multi-Reference Brillouin-Wigner<br />
CCSD (MRBWCCSD)-Methode vor. Dr. Fr<strong>an</strong>k Jensen (Uni<br />
Odense) präsentierte Basissätze, <strong>die</strong> für <strong>die</strong> Berechnung<br />
<strong>von</strong> Spin-Spin-Kopplungskonst<strong>an</strong>ten optimiert wurden und<br />
Dr. Timo Fleig (Uni Düsseldorf) stellte eine vollrelativistische<br />
Coupled-Cluster-Methode vor.<br />
Der Hellm<strong>an</strong>npreis 2006 wurde Priv.-Doz. Dr. Michael Thoss<br />
(TU München) für seine richtungweisenden Beiträge zur<br />
Entwicklung semiklassischer sowie numerisch effi zienter<br />
Verfahren für <strong>die</strong> Beh<strong>an</strong>dlung der Dynamik <strong>von</strong> vieldimensionalen<br />
molekularen Systemen verliehen. 6-9 In der Hellm<strong>an</strong>nvorlesung<br />
referierte er über <strong>die</strong> Qu<strong>an</strong>tendynamik komplexer<br />
molekularer Systeme (siehe Abb. 6).<br />
Abbildung 6: Ultraschnelle photoinduzierte Elektrontr<strong>an</strong>sferdynamik<br />
im Farbstoff-Halbleiter-System Coumarin 343 - TiO2. Gezeigt sind <strong>die</strong><br />
Populationen der Donor- und Akzeptorzustände, das Wellenpaket einer<br />
C-C-Streckschwingung <strong>von</strong> Coumarin 343 sowie der Laserpuls. 10 Nachdruck<br />
mit freundlicher Genehmigung <strong>von</strong> Priv.-Doz. Dr. Michael Thoss.<br />
Am Mittwoch wurden <strong>die</strong> Vorträge zu Fortschritten im Bereich<br />
der Qu<strong>an</strong>tendynamik fortgesetzt. Neue Methoden zur<br />
Beschreibung <strong>von</strong> PES durch globales Fitting und Shepherd-<br />
Kraftfelder wurden <strong>von</strong> Prof. Joel M. Bowm<strong>an</strong>, Atl<strong>an</strong>ta und<br />
Dr. Guntram Rauhut, Stuttgart, diskutiert. Dr. Bernd Hartke<br />
(Uni Kiel) stellte eine alternative Beschreibung der Wellenpaketdynamik<br />
vor. Prof. Uwe M<strong>an</strong>the (Uni Bielefeld) und Dr.<br />
Mathias Nest (Uni Postdam) demonstrierten <strong>die</strong> Fortschritte<br />
des Fachgebiets durch Anwendungen auf reale Prozesse.<br />
Anwendungsbezogene Vorträge befassten sich zum großen<br />
Teil mit Photochemie. So diskutierte Prof. H<strong>an</strong>s Lischka<br />
(Uni Wien) nichtadiabatische Photodynamik in biologischen<br />
Systemen, Dr. Dage Sundholm (Uni Helsinki) referierte über<br />
das Design <strong>von</strong> leuchtenden Siliziumn<strong>an</strong>oclustern, Priv.-Doz.<br />
Dr. Lutecia Gonzales (FU Berlin) über Anwendungen der<br />
Qu<strong>an</strong>tenchemie in der Photomedizin und Prof. Dr. Christel<br />
M. Mari<strong>an</strong> (Uni Düsseldorf/ Uni Stockholm) über photochemische<br />
Prozesse in Gu<strong>an</strong>in.<br />
Die STC 2007 wird <strong>von</strong> Prof. Michael Springborg (Uni Saarbrücken)<br />
org<strong>an</strong>isiert und am 16.-20. September 2007 stattfi<br />
nden.<br />
LITERATUR:<br />
TAGUNG<br />
[1] W. Kutzelnigg, J. Mol. Struc. (THEOCHEM) 2006, in<br />
Druck.<br />
[2] M. Quack, Angew. Chem. Intl. Ed. 2002, 41, 4618;<br />
M. Quack „Electroweak Qu<strong>an</strong>tum Chemistry <strong>an</strong>d the<br />
Dynamics of Parity Violation in Chiral Molecules“, in<br />
„Modelling Molecular Structure <strong>an</strong>d Reactivity in Biological<br />
Systems”, Kevin Naidoo et al. Eds., Royal Soc.<br />
Chemistry, Cambridge 2006, pp. 3-38.<br />
[3] Quickstep/CP2K sind verfügbar unter http://cp2k.berlios.de<br />
[4] R. Ahlrichs, D. Fenske, M. McPartlin, A. Rothenberger,<br />
C. Schrodt, S. Wieber, Angew. Chem. 2005, 44, 3932.<br />
[5] A. A. Auer, M. Nooijen, J. Chem. Phys. 2006, 125,<br />
024104.<br />
[6] M. Thoss, H. W<strong>an</strong>g, Ann. Rev. Phys. Chem. 2004, 55,<br />
299.<br />
[7] G. Stock, M. Thoss, Adv. Chem. Phys. 2005, 131, 243.<br />
[8] H. W<strong>an</strong>g, M. Thoss, J. Chem. Phys. 2003, 119, 1289.<br />
[9] H. W<strong>an</strong>g, M. Thoss, J. Chem. Phys. 2006, 124, 034114.<br />
[10] I. Kondov, M. Thoss, H. W<strong>an</strong>g, J. Phys. Chem. A 2006,<br />
110, 1364.<br />
184
NACHRICHTEN<br />
Professor Peter C. Schmidt, seit J<strong>an</strong>uar<br />
1999 Schriftleiter des Bunsen-Magazins<br />
beendet seine Lehrtätigkeit <strong>an</strong> der<br />
Technischen Universität Darmstadt mit<br />
dem laufenden Semester. Offi ziell verabschiedet<br />
wurde Professor Schmidt mit<br />
einer Experimentalvorlesung <strong>an</strong> der TU-<br />
Darmstadt am 20. Oktober, gehalten <strong>von</strong><br />
Professor Jürgen J<strong>an</strong>ek, Gießen.<br />
Nachfolgend <strong>die</strong> Grußworte des Ersten<br />
und des Zweiten Vorsitzenden der Bunsen-<br />
Gesellschaft. 1<br />
Professor Schmidt in Aktion<br />
Michael Dröscher, Erster Vorsitzender der Bunsen-Gesellschaft:<br />
Wissenschaft ohne Kommunikation ist nicht vorstellbar.<br />
Kommunikation braucht Kommunikatoren.<br />
Einen solchen Kommunikator feiern wir heute.<br />
Meine Damen und Herren, Sie stimmen mit mir sicherlich<br />
darüber ein, dass Peter C. Schmidt ein solcher Kommunikator<br />
ist.<br />
Lieber Peter, aus Bunsensicht k<strong>an</strong>n ich <strong>die</strong>ses Lied nicht<br />
laut genug singen, doch erst noch <strong>die</strong> Gratulation: zur Emeritierung,<br />
<strong>die</strong> ja mit dem 65. Geburtstag verknüpft ist, will<br />
ich nur sagen: für Geburtstage k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong> nichts, m<strong>an</strong> soll<br />
sie aber kräftig feiern; für den berufl ichen Erfolg k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong><br />
sehr wohl etwas.<br />
185<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Grußworte für Peter C. Schmidt am 20. Oktober 2006<br />
1 Alle Bilder fotografi ert <strong>von</strong> Stef<strong>an</strong> Laubach<br />
1992 hast Du <strong>von</strong> Kollegen Weil <strong>die</strong> Schriftleitung der Berichte<br />
der Bunsen-Gesellschaft übernommen, <strong>die</strong> Du zusammen<br />
mit den Kollegen Ahlrichs, Freyl<strong>an</strong>d und Kappes<br />
bis zur Einbringung der Berichte der Bunsen-Gesellschaft<br />
in <strong>die</strong> europäische physikalisch-chemische Zeitschrift PCCP<br />
(Physical Chemistry, Chemical Physics), 1998 geführt hast.<br />
Zu <strong>die</strong>ser Zeitschriftenfusion k<strong>an</strong>n ich als Industrievertreter<br />
nur sagen, der Schritt war richtig, wenn auch der Erfolg der<br />
Bunsen-Gesellschaft mit <strong>an</strong>deren Gesellschaften, besonders<br />
der RCS geteilt werden muss. Dabei ist es natürlich<br />
immer traurig, wenn eine über hundertjährige Geschichte<br />
zu Ende geht (1894-1998).<br />
Aus der Fusion wurde d<strong>an</strong>n als Spinoff Dein Baby, das<br />
Bunsen-Magazin, geboren. Du hast <strong>die</strong> Schriftleitung und<br />
<strong>die</strong> Redaktion. Andere können über <strong>die</strong>se Zeit sicher mehr<br />
sagen als ich, der damals als einfaches Mitglied <strong>von</strong> der<br />
Umstellung erfuhr.<br />
Heute weiß ich welches Engagement, welcher Einsatz hinter<br />
<strong>die</strong>sem Bunsen-Magazin steht!<br />
Das Bunsen-Magazin ist nicht nur Mitgliederzeitung, sondern<br />
beh<strong>an</strong>delt <strong>von</strong> Aktuellem über Leitartikel bis zur letzten<br />
Seite interess<strong>an</strong>te Themen, <strong>die</strong> Forschung kommt nicht zu<br />
kurz, Meinungen sind gefragt, <strong>die</strong> Tagungsberichte zeugen<br />
vom aktiven Leben der Bunsen-Gesellschaft, auch der Unterricht<br />
ist wichtig, war es ja für Dich schon immer.<br />
Ich freue mich, dass <strong>die</strong> Emeritierung für <strong>die</strong>sen Teil Deiner<br />
Aktivitäten kein Abschied ist. Das Bunsen-Magazin machst<br />
Du weiter. Deshalb hebe ich mir <strong>die</strong> Kiste Wein auch auf.<br />
Darauf mußt Du noch warten!<br />
Was wird noch kommen...?<br />
Wir alle wissen, dass Kommunikation im Umbruch ist.<br />
Internet, Homepages und Email ersetzen heute bereits<br />
einen Teil der gedruckten Kommunikation. Wie das <strong>die</strong><br />
Bunsen-Gesellschaft in einigen Jahren machen wird, weiß<br />
ich heute nicht. Heute weiß ich nur, das Bunsen-Magazin ist<br />
bei Dir in guten Händen.<br />
Lieber Peter, Dir dem Kommunikator weiterhin gutes<br />
Gelingen. Die Emeritierung ist sicher ein Einschnitt in<br />
Deiner berufl ichen Laufbahn. Die Pension ein neuer Grad<br />
<strong>von</strong> Freiheit. Für <strong>die</strong>se Zeit wünsche ich Dir und Deiner<br />
lieben Frau alles Gute, Gesundheit und eine gute H<strong>an</strong>d mit<br />
dem Bunsen-Magazin.
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Klaus Funke, Zweiter Vorsitzender der Bunsen-Gesellschaft:<br />
„Das Reden tut dem Menschen gut, besonders wenn er’s<br />
selber tut.“ Dieses schöne Zitat, lieber Peter, liebe Bärbel,<br />
liebe Freunde, meine Damen und Herren, <strong>die</strong>ses schöne Zitat<br />
also verd<strong>an</strong>ke ich zwei Weisen, beide namens Wilhelm.<br />
Der eine <strong>von</strong> ihnen war der Weise <strong>von</strong> Wiedensahl, Wilhelm<br />
Busch, der mit (ungefähr) <strong>die</strong>sen Worten seine Bildergeschichte<br />
„Maler Klecksel“ beg<strong>an</strong>n. Der <strong>an</strong>dere Weise war<br />
Wilhelm Jost, Erster Vorsitzender der <strong>Deutsche</strong>n Bunsen-<br />
Gesellschaft in den Jahren 1963 und 1964 und vielen <strong>von</strong><br />
uns in lebhafter Erinnerung. Jost leitete (exakt) mit den<br />
zitierten Worten <strong>die</strong> D<strong>an</strong>kesrede ein, <strong>die</strong> er <strong>an</strong>lässlich der<br />
Verleihung seiner achten Ehrendoktorwürde hielt, und zwar<br />
1979 in H<strong>an</strong>nover.<br />
Professor Funke d<strong>an</strong>kt Professor Schmidt für seine Aktivitäten in der<br />
Bunsen-Gesellschaft.<br />
Doch nun genug <strong>von</strong> den Wilhelms. Kommen wir endlich<br />
zu Dir, lieber Peter. Du hast uns ja zu Deinem runden Geburtstag<br />
nicht eingeladen. Ich meine natürlich den wirklich<br />
runden, den Du am 7. Dezember 2004 begingst und <strong>an</strong><br />
dem Du Deine ersten zwei Milliarden Sekunden vollendetest.<br />
Aber wir sind auch heute sehr, sehr gern gekommen,<br />
um gemeinsam mit Dir Dein Erreichen des würdigen pythagoräischen<br />
Status zu feiern. Der Status pythagoräischer<br />
Vollendung dürfte wohl allen Anwesenden ein Begriff sein.<br />
Sollten dennoch einige der Jüngeren zum Verständnis Unterstützung<br />
benötigen, so schlage ich vor, doch einfach einmal<br />
<strong>die</strong> Summe der Quadrate <strong>von</strong> sieben und vier oder aber<br />
<strong>die</strong> Differenz der Quadrate <strong>von</strong> neun und vier zu bilden, <strong>von</strong><br />
der Rolle der acht und der eins g<strong>an</strong>z zu schweigen.<br />
Lieber Peter, zu Deinem halbrunden Geburtstag gratuliere<br />
ich Dir auch in Margits Namen noch einmal <strong>von</strong> Herzen.<br />
Für Deine Zukunft nach dem Ausscheiden aus dem aktiven<br />
Dienst als Hochschullehrer wünschen wir Dir alles erdenklich<br />
Gute. Diese Glückwünsche überbringe ich Dir – ebenso<br />
wie vor mir Michael Dröscher – auch im Namen der Bunsen-<br />
Gesellschaft.<br />
NACHRICHTEN<br />
Jeder, der sich in den verg<strong>an</strong>genen Jahren um das Wohl<br />
und Wehe der Bunsen-Gesellschaft bemüht hat, weiß, wie<br />
wichtig Dein guter Rat für uns im Vorst<strong>an</strong>d und im Ständigen<br />
Ausschuss immer gewesen ist und weiter sein wird. Wer<br />
auch nur <strong>an</strong> einer einzigen der vielen Auswahlsitzungen<br />
teilgenommen hat, <strong>die</strong> alljährlich <strong>an</strong> einem J<strong>an</strong>uartag in<br />
Fr<strong>an</strong>kfurt stattfi nden und auf denen jeweils <strong>die</strong> Rednerliste<br />
für <strong>die</strong> kommende Bunsentagung festgelegt wird, der<br />
weiß Deinen besonderen Beitrag <strong>an</strong> <strong>die</strong>ser Stelle hoch zu<br />
preisen. Nie würde das Unterf<strong>an</strong>gen jemals zu einer christlichen<br />
Zeit am späteren Nachmittag beendet, hättest Du nicht<br />
regelmäßig <strong>die</strong> Namen und Vortragsthemen aller Redner<br />
der verg<strong>an</strong>genen Jahre parat.<br />
Und schließlich – das Bunsen-Magazin. In den Details der<br />
Gestaltung und der Themenauswahl ist <strong>die</strong> prägende Rolle<br />
des Schriftleiters Peter Schmidt gut zu erkennen. Das Bunsen-<br />
Magazin ist immer informativ und <strong>an</strong>sprechend, dabei für<br />
Außenstehende und Eingeweihte gleichermaßen lehrreich.<br />
Kurz, es ist unersetzlich.<br />
Ich habe mit einem Zitat begonnen, und ich möchte mit<br />
einem Zitat schließen. Auf einer der letzten Sitzungen des<br />
Ständigen Ausschusses äußerte ein jüngeres Mitglied des<br />
Gremiums <strong>die</strong> Ansicht, dass wir in unserem elektronischen<br />
Zeitalter nach Peter Schmidts Eintritt in den Ruhest<strong>an</strong>d<br />
vielleicht auf das Bunsen-Magazin in seiner gewohnten gedruckten<br />
Form verzichten könnten. Daraufhin sprach mir<br />
Herr Troe mit den folgenden Worten g<strong>an</strong>z aus dem Herzen:<br />
„Peter Schmidt wird seine Aufgabe als Schriftleiter des gedruckten<br />
Bunsen-Magazins sol<strong>an</strong>ge wahrnehmen, wie es<br />
ihm Spaß macht. Und wie ich ihn kenne, wird das mindestens<br />
bis zu seinem neunzigsten Lebensjahr der Fall sein.“<br />
Lieber Peter, auch ich wünsche Dir und mir und uns allen,<br />
dass Dir <strong>die</strong> Arbeit am Bunsen-Magazin noch l<strong>an</strong>ge Freude<br />
bereitet!<br />
<strong>von</strong> links nach rechts: Professor Schäfer, Frau Schmidt und Professor<br />
Schmidt.<br />
Ich wünsche Dir aber auch viel Freude mit Deiner Familie,<br />
sei es in K<strong>an</strong>ada, in Fr<strong>an</strong>kreich oder in Deutschl<strong>an</strong>d. Ad multos<br />
<strong>an</strong>nos!<br />
186
NACHRICHTEN<br />
EHRUNGEN<br />
187<br />
Privatdozent Dr. Michael Thoss<br />
TU-München erhielt für seine<br />
richtungsweisenden Beiträge zur<br />
Entwicklung semiklassischer so<br />
wie numerisch effizienter Ver<br />
fahren für <strong>die</strong> Beh<strong>an</strong>dlung der<br />
Dynamik <strong>von</strong> vieldimensionalen<br />
molekularen Systemen den Hell<br />
m<strong>an</strong>n-Preis 2006 der AGTC.<br />
GEBURTSTAGE IM<br />
NOVEMBER 2006<br />
Peter Herbrechtsmeier, Dr.,<br />
Großostheim,<br />
60. Geburtstag am 10.11.<br />
Ulrich Sternberg, Dr.,<br />
Karlsruhe<br />
60. Geburtstag am 20.11.<br />
Volker Starrock, Dr.,<br />
Leichlingen<br />
65. Geburtstag am 15.11.<br />
Emmerich Wilhelm, Prof. Dr.,<br />
Wien<br />
65. Geburtstag am 25.11.<br />
Dieter Neuschütz, Prof. Dr.-Ing.,<br />
Herzogenrath<br />
70. Geburtstag am 18.11.<br />
Karl-Heinz Dücker, Dr.,<br />
Aachen<br />
75. Geburtstag am 08.11.<br />
H<strong>an</strong>s-Georg Kuball, Prof. Dr.,<br />
Stelzenberg<br />
75. Geburtstag am 25.11.<br />
Harald Cherdron, Prof. Dr.,<br />
Wiesbaden<br />
75. Geburtstag am 30.11.<br />
GEBURTSTAGE IM<br />
DEZEMBER 2006<br />
Friedrich Dörr, Prof. Dr.,<br />
Gräfelfing<br />
85. Geburtstag am 13.12.<br />
Kurt Kirchner, Prof. Dr.,<br />
Eschborn<br />
80. Geburtstag am 22.12.<br />
Peter Wissm<strong>an</strong>n, Prof. Dr.,<br />
Erl<strong>an</strong>gen<br />
70. Geburtstag am 06.12.<br />
Helmut Knoll, Dr.,<br />
Leipzig<br />
65. Geburtstag am 05.12.<br />
H<strong>an</strong>s-Jürgen Schaller, Prof. Dr.,<br />
Molfsee<br />
65. Geburtstag am 13.12.<br />
Gabor Palinkas, Dr.,<br />
Budapest<br />
65. Geburtstag am 28.12.<br />
Günther G. Scherer, Dr.,<br />
Villigen PSI<br />
60. Geburtstag am 14.12.<br />
Karl Otto Greulich, Prof. Dr.,<br />
Jena<br />
60. Geburtstag am 19.12.<br />
Christoph Kratky, Prof. Dr.,<br />
Graz<br />
60. Geburtstag am 25.12.<br />
VERSTORBEN<br />
Herr Dr. Rolf-Fred Posse<br />
Rechenauerstr. 7<br />
83022 Rosenheim<br />
im Alter <strong>von</strong> 85 Jahren<br />
Herr Dr. Lukas Häußling<br />
Wellsring 32<br />
67098 Bad Dürkheim<br />
im Alter <strong>von</strong> 45 Jahren<br />
Herr Dr. Helmut Stein<br />
Dorfbrunnenstr. 13<br />
91094 L<strong>an</strong>gensendelbach<br />
im Alter <strong>von</strong> 57 Jahren<br />
NEUANMELDUNGEN ZUR<br />
MITGLIEDSCHAFT<br />
Nr. 78682 PD Dr. Stef<strong>an</strong>ie Eiden,<br />
Bayer Technology Services<br />
GmbH, E 41,<br />
51368 Leverkusen<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
Nr. 78683 Prof. Dr. Alf Mews,<br />
Universität Siegen,<br />
Physikalische Chemie,<br />
Adolf Reichwein Strasse,<br />
57068 Siegen<br />
Nr. 78684 Prof. Dr. Frédéric Merkt,<br />
ETH Zürich, Lab. Physikali-<br />
sche Chemie, HCI,<br />
8093 Zürich<br />
VERANSTALTUNGEN/<br />
EVENTS<br />
Tagungen der <strong>Deutsche</strong>n<br />
Bunsen-Gesellschaft<br />
Bunsentagung 2007<br />
unter Mitwirkung der Gesellschaft<br />
Österreichischer Chemiker (GÖCh)<br />
17. - 19. Mai, Graz<br />
Thema: "Neuartige Kohlenstoffstrukturen"<br />
Wissenschaftliche Vorbereitung:<br />
M. Kappes (Karlsruhe), W. Krätschmer<br />
(Heidelberg), R. Schlögl (Berlin)<br />
Org<strong>an</strong>isatorische Vorbereitung:<br />
G. Grampp (Graz)<br />
15. Dezember 2006<br />
ist der Termin<br />
zum Einreichen<br />
Ihrer Beiträge<br />
zur<br />
BUNSENTAGUNG<br />
IN GRAZ<br />
17. - 19. Mai 2007<br />
Information unter<br />
www. bunsen.de oder<br />
unmittelbar unter http://<br />
www.bunsentagung.tugraz.at
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Bunsentagung 2008<br />
01. - 03. Mai, Saarbrücken<br />
Thema: "Analyse, M<strong>an</strong>ipulation und<br />
Simulation auf der N<strong>an</strong>ometerskala"<br />
Wissenschaftliche Vorbereitung:<br />
H. Fuchs (Münster), D. Marx (Bochum),<br />
U. Simon (Aachen)<br />
Org<strong>an</strong>isatorische Vorbereitung:<br />
R. Hempelm<strong>an</strong>n (Saarbrücken)<br />
Bunsentagung 2009<br />
21. bis 23. Mai<br />
Thema: "Physical Chemistry of Solids:<br />
The Science behind Materials<br />
Engineering"<br />
Wissenschaftliche Vorbereitung:<br />
K.-D. Becker (Braunschweig), J. J<strong>an</strong>ek<br />
(Gießen), M. Martin (Aachen)<br />
Allgemeine Informationen zu den<br />
Bunsentagungen: www.bunsen.de<br />
oder Geschäftsstelle der <strong>Deutsche</strong>n<br />
Bunsen-Gesellschaft<br />
International Bunsen Discussion<br />
Meeting<br />
"Exploring THz Spectroscopy:<br />
From Technology to Applications"<br />
1.-5. April 2007,<br />
Physikzentrum Bad Honnef<br />
Scientific Org<strong>an</strong>ization:<br />
M. Havenith (Bochum), Ch. A.<br />
Schmuttenmaer (Yale), D. Leitner<br />
(Reno)<br />
Information: www.pbh.de<br />
International Bunsen Discussion<br />
Meeting<br />
"Modern surface science: Out of<br />
the vacuum - through the liquid -<br />
into the cell"<br />
29.-30. Juni 2007,<br />
Universität Heidelberg<br />
Scientific Org<strong>an</strong>ization: Christof Wöll<br />
(Bochum), M<strong>an</strong>fred Buck (St. Andrews),<br />
Armin Gölzhäuser (Bielefeld)<br />
Bunsen-Kolloquium<br />
"Chemical Bonding in Position,<br />
Momentum <strong>an</strong>d Phase Space"<br />
05./06.02.2007,<br />
Universität Konst<strong>an</strong>z<br />
Org<strong>an</strong>isation: Michael Springborg<br />
(Saarbrücken)<br />
Information: m.springborg@mx.unisaarl<strong>an</strong>d.de<br />
<strong>Deutsche</strong> Flüssigkristall-<br />
Gesellschaft (DFKG)<br />
35. Arbeitstagung<br />
2007, Universität Bayreuth<br />
Information:<br />
http://www.LiquidCrystals.de<br />
WEITERE<br />
VERANSTALTUNGEN:<br />
XXIII. International Conference on<br />
Photochemistry ICP07<br />
29. Juli - 3. August 2007, Köln<br />
This XXIII biennial meeting will address<br />
all areas of fundamental <strong>an</strong>d applied<br />
photochemistry <strong>an</strong>d related science.<br />
NACHRICHTEN<br />
The conference will be of interest to all<br />
those involved in using light to initiate<br />
<strong>an</strong>d study chemical, physical <strong>an</strong>d biological<br />
processes. The conference is<br />
co-org<strong>an</strong>ized by the Germ<strong>an</strong> Chemical<br />
Society (photochemistry section) <strong>an</strong>d<br />
the Bunsen-Gesellschaft for Physical<br />
Chemistry.<br />
Information: http://www.oc.uni-koeln.<br />
de/gdch/photochemie/<br />
WEITERBILDUNGS-<br />
VERANSTALTUNGEN<br />
Analytische Chemie -<br />
Chromatographie<br />
Kapillargaschromatographie:<br />
Optimierung und Fehlervermeidungsstrategien<br />
13.-14. November 2006<br />
Information: www.gdch.de<br />
PCCP<br />
Bezugspreise 2007:<br />
DBG Personal Members: £ 227,00<br />
DBG Corporate Members: £ 1223,00<br />
Bezugsadresse:<br />
RSC Distribution Services<br />
c/o Portl<strong>an</strong>d Customer Services<br />
Commerce Way<br />
Colchester<br />
CO2 8HP, U.K.<br />
Tel: +44 (0) 1206 226050,<br />
Fax: +44 (0) 1206 226055,<br />
Email: sales@rscdistribution.org<br />
188
ZEITSCHRIFT FÜR<br />
PHYSIKALISCHE CHEMIE<br />
Inhalt Heft 8 (2006)<br />
S. M. A. Hosseini, V. Saeed. S<br />
Thermodynamic Study of Complexation of<br />
(2-Mercapto-4-Methyl Phenyl)-2-Benzamido-3-<br />
Ethoxy Thiopropenate with Cu 2+ , Co 2+ , <strong>an</strong>d Hg 2+<br />
in Binary Dimethylsulphoxide-Acetonitrile Solutions 1005<br />
M. Rachwalska, E. Sciesinska, J. Sciesinski<br />
FIR Spectra of [Ni(H2O)6](ClO4)2 <strong>an</strong>d [Ni(D2O)6]<br />
(ClO4)2 at Various Temperatures 1021<br />
H. Somnitz, R. Zellner<br />
Kinetics <strong>an</strong>d Dynamics of Multi-Ch<strong>an</strong>nel<br />
Unimolecular Reactions of Alkoxyl Radicals<br />
Over <strong>an</strong> Extended R<strong>an</strong>ge of Temperature <strong>an</strong>d<br />
Pressure. A Combined Qu<strong>an</strong>tum Chemical/<br />
RRKM Dynamical Study 1029<br />
T. S. B<strong>an</strong>ipal, D. Kaur, P. K. B<strong>an</strong>ipal<br />
Effect of Sodium Acetate <strong>an</strong>d Magnesium Acetate<br />
on the Solution Behavior of Some Amino Acids in<br />
Water at 298.15 K: A Compressibility Approach 1049<br />
K. Keresztúri, I. Szalai<br />
Briggs-Rauscher Reaction with 1,4-Cyclohex<strong>an</strong>edione<br />
Substrate 1071<br />
R. Jurczakowski, G. Litwinienko, M. Orlik<br />
Stu<strong>die</strong>s on the Formation <strong>an</strong>d Kinetics of Self-<br />
Decomposition of Ni(IV)-N3 - Complexes in<br />
Aqueous Media 1083<br />
189<br />
IMPRESSUM<br />
Bunsen-Magazin<br />
Heft 6 Jahrg<strong>an</strong>g 8<br />
Herausgeber:<br />
Vorst<strong>an</strong>d der <strong>Deutsche</strong>n<br />
Bunsen-Gesellschaft<br />
Michael Dröscher<br />
Klaus Funke<br />
Wolfg<strong>an</strong>g Grünbein<br />
Inhalt Heft 9 (2006)<br />
Schriftleiter:<br />
Peter C. Schmidt<br />
Institut für Physikalische Chemie<br />
Technische Universität Darmstadt<br />
Petersenstr. 20<br />
D-64287 Darmstadt<br />
Tel.: 06151 / 16 27 07<br />
Fax: 06151 / 16 60 15<br />
E-Mail: bunsen@chemie.tu-darmstadt.de<br />
BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006<br />
R<strong>an</strong>j<strong>an</strong>a Bhattacharyya, S. C. Lahiri<br />
Examination of the Validity of the Ionic Additivity Principle<br />
in the Determination of Single Ion Thermodynamic<br />
Properties 1115<br />
E. Makrlík, P. V<strong>an</strong>ura<br />
Contribution to the Thermodynamics of Complexes<br />
of Alkali Metal Cations with Benzo-18-Crown-6 in the<br />
Water-Nitrobenzene Extraction System 1125<br />
Herbert W. Zimmerm<strong>an</strong>n<br />
Qu<strong>an</strong>tum Thermodynamics of Entropy Production<br />
<strong>an</strong>d Time - An Approach to Irreversibility 1131<br />
Miroslav Boca, Zuz<strong>an</strong>a Iv<strong>an</strong>ová, Mari<strong>an</strong> Kucharík,<br />
Jarmila Cibulková, Rom<strong>an</strong> Vasiljev, Marta Chrenková<br />
Density <strong>an</strong>d Surface Tension of the System<br />
KF-K2TaF7 -Ta2O5 1159<br />
L. A. Al-Juhaim<strong>an</strong>, L. A. Al-Alw<strong>an</strong>, A. A. Zaghloul<br />
Medium Effects on Dissociation Const<strong>an</strong>ts of Maleic<br />
<strong>an</strong>d Malonic Acids in Acetone-Water Binary Mixtures.<br />
A Thermodynamic Study 1181<br />
Alfred Kolbe, Adelheid Kolbe, Monika Plass<br />
Inter- <strong>an</strong>d Intramolecular Association in Differently<br />
Substituted 2-(X-Pyridyl-)Eth<strong>an</strong>-1-ols 1199<br />
Naz Zeynep Atay, Jak Kornfilt, Aysegül Erkahram<strong>an</strong><br />
Ni2+ Diffusion Through Microemulsion-Based<br />
Org<strong>an</strong>o-Gels 1211<br />
K. Dharmalingam, K. Ramach<strong>an</strong>dr<strong>an</strong>,<br />
P. Sivagurunath<strong>an</strong>, G. M. Kalamse<br />
Dielectric Relaxation Stu<strong>die</strong>s of Primary Alcohols<br />
<strong>an</strong>d Alkyl Methacrylates 1217<br />
Geschäftsführer der <strong>Deutsche</strong>n<br />
Bunsen-Gesellschaft<br />
Andreas Förster<br />
Theodor-Heuss-Allee 25<br />
D-60486 Fr<strong>an</strong>kfurt<br />
Tel.: 069 / 75 64 620<br />
Fax: 069 / 75 64 622<br />
E-Mail: foerster@bunsen.de<br />
Technische Herstellung:<br />
VMK-Druckerei GmbH<br />
Faberstraße 17<br />
D-67590 Monsheim<br />
Tel.: 06243 / 909 - 110<br />
Fax: 06243 / 909 - 100<br />
E-Mail: info@vmk-druckerei.de
DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT<br />
Selten haben Artikel in den Nachrichten aus der Chemie eine<br />
derartige Reson<strong>an</strong>z hervorgerufen wie <strong>die</strong> im Mai-Heft <strong>die</strong>ses<br />
Jahres erschienenen [Nachr. Chem 2006, 54, 495, 510, 573]<br />
zum Thema GDCh und Drittes Reich bzw. Richard Kuhn. Die<br />
Redaktion der Nachrichten hat <strong>die</strong> Leserbriefe ohne Ausnahme<br />
publiziert [Nachr. Chem 2006, 54, 1019], aus Platzgründen<br />
mit redaktionellen Kürzungen, in voller Länge im Internet:<br />
www.gdch.de/taetigkeiten/nch/briefe.htm. Bei eingehender<br />
Ausein<strong>an</strong>dersetzung mit den ablehnenden Rückäußerungen<br />
kristallisieren sich einige wiederkehrende Argumentationsmuster<br />
heraus, auf <strong>die</strong> hier näher eingeg<strong>an</strong>gen werden soll.<br />
(1) Eine häufig geäußerte Frage lautet: Warum erst jetzt -<br />
(mehr als) 60 Jahre nach Kriegsende und (fast) 40 Jahre nach<br />
dem Tod Kuhns? Alle Fakten seien doch l<strong>an</strong>ge bek<strong>an</strong>nt. - Diese<br />
Frage berührt das grundlegende gesellschaftliche Phänomen<br />
des jahrzehntel<strong>an</strong>gen Versäumnisses der Ausein<strong>an</strong>dersetzung<br />
mit der Rolle <strong>von</strong> Personen und Institutionen im Dritten<br />
Reich und könnte <strong>an</strong> <strong>die</strong> Fragenden zurückgegeben werden.<br />
(Die entsprechende Reaktion in den zustimmenden Briefen<br />
lautet. "Endlich!"). Nicht <strong>von</strong> ungefähr haben auch <strong>die</strong> Max-<br />
Pl<strong>an</strong>ck-Gesellschaft, <strong>die</strong> <strong>Deutsche</strong> Physikalische Gesellschaft,<br />
<strong>die</strong> <strong>Deutsche</strong> Forschungsgemeinschaft sowie auch Unternehmen<br />
aus Chemie und <strong>an</strong>deren Br<strong>an</strong>chen sich erst in<br />
neuerer Zeit <strong>die</strong>ser Thematik gestellt. Die Vorst<strong>an</strong>dsmitglieder<br />
waren der Überzeugung, dass auch für <strong>die</strong> GDCh<br />
H<strong>an</strong>dlungsbedarf bestehe.<br />
(2) Wiederholt wird das H<strong>an</strong>deln der Ver<strong>an</strong>twortlichen als<br />
<strong>an</strong>maßend und einer fragwürdigen "political correctness" geschuldet<br />
empfunden. - Nur wer dabei gewesen sei, könne<br />
<strong>die</strong> Umstände, unter denen Wissenschaftler wie Kuhn in<br />
der NS-Zeit geh<strong>an</strong>delt haben, richtig würdigen. So wichtig<br />
persönliche Erlebnisse und Begegnungen auch sind, berücksichtigt<br />
<strong>die</strong>se Einschätzung doch nicht, dass Geschichte<br />
ein dynamischer und kein statischer Prozess ist und sich<br />
unsere Bilder der Verg<strong>an</strong>genheit unter dem Eindruck neuer<br />
Erkenntnisse laufend verändern. Könnte Geschichte nur <strong>von</strong><br />
Zeitzeugen ge- und beschrieben werden, würde sie bald erlöschen.<br />
Und: Zu wenig Dist<strong>an</strong>z engt den Blick ein und macht<br />
auch bef<strong>an</strong>gen.<br />
(3) Ein verbreitetes Missverständnis, das aus den Briefen<br />
hervorgeht, besteht in der Annahme, der GDCh-Vorst<strong>an</strong>d<br />
habe Kuhn in einem justitiablen Sinne verurteilen wollen, sei<br />
aber <strong>die</strong> Beweise schuldig geblieben ("im Zweifel für den<br />
Angeklagten"). - Die Vorst<strong>an</strong>dsmitglieder haben sich jedoch<br />
lediglich mit der Frage befasst, ob unter Berücksichtigung<br />
des aktuellen Wissensst<strong>an</strong>des eine der höchsten Auszeichnungen<br />
der GDCh weiterhin nach Richard Kuhn ben<strong>an</strong>nt<br />
werden könne. Dabei ist nicht nur <strong>die</strong> wissenschaftliche<br />
Leistung, sondern <strong>die</strong> gesamte Persönlichkeit zu würdigen.<br />
Maßstab sind nicht heute lebende Wissenschaftler, sondern<br />
Zeitgenossen Kuhns wie Wiel<strong>an</strong>d oder Windaus.<br />
Die GDCh und das III. Reich<br />
Bemerkungen zu Leserreaktionen<br />
(4) Offensichtlich ist vielfach der Eindruck entst<strong>an</strong>den, <strong>die</strong><br />
GDCh hätte überstürzt und leichtfertig geh<strong>an</strong>delt. - Dieses<br />
ist nicht der Fall. Der Entscheidung des GDCh-Vorst<strong>an</strong>ds<br />
vom 12. September 2005 war ein mehrjähriger Diskussionsprozess<br />
vorausgeg<strong>an</strong>gen, in dem ein <strong>von</strong> PD Dr. Ute Deichm<strong>an</strong>n<br />
eingeholtes Gutachten über Richard Kuhn eine wichtige<br />
Entscheidungsgrundlage darstellte [Nachr. Chem. 2005,<br />
53, 1280]. Das Gutachten findet sich im Internet unter www.<br />
gdch.de/taetigkeiten/nch/briefe.htm.<br />
In Anbetracht der Bedeutung des nach sorgfältigem Abwägen<br />
einstimmig getroffenen Beschlusses sollten <strong>die</strong> Mitglieder<br />
umfassend informiert werden, zum einen durch einen<br />
Leitartikel des damaligen Präsidenten, zum <strong>an</strong>deren durch<br />
einen Aufsatz über Kuhn, möglichst <strong>von</strong> einem Empfänger<br />
der Kuhn-Medaille. Der Vorst<strong>an</strong>d beschloss daraufhin, Prof.<br />
Lothar Jaenicke, um ein Portrait Kuhns zu bitten, da Jaenicke<br />
bereits durch zahlreiche Portraits <strong>von</strong> Wissenschaftlerinnen<br />
und Wissenschaftlern der 30er und 40er Jahre aufgefallen<br />
war, <strong>die</strong> im Laufe der Jahre vorwiegend im Biospektrum erschienen<br />
sind. Offensichtlich ist <strong>die</strong>s für einige GDCh-Mitglieder<br />
ein zu großer Sprung gewesen, so dass der Prozess<br />
für <strong>die</strong>se nicht erkennbar war, was zu Missverständnissen<br />
und Fehleinschätzungen beigetragen hat. Um <strong>die</strong> Entstehung<br />
der Entscheidung besser nachvollziehbar zu machen,<br />
stellen wir das Deichm<strong>an</strong>nsche Gutachten auf <strong>die</strong> GDCh-<br />
Homepage. Auf Wunsch wird es auch <strong>von</strong> der GDCh-<br />
Geschäftsstelle zugeschickt.<br />
Auch <strong>die</strong> Literaturzitate in den erwähnten drei Nachrichten-<br />
Artikeln waren nicht ausreichend, um <strong>die</strong> Fakten nachzulesen.<br />
Wer sein Wissen über Richard Kuhn und <strong>die</strong> Rolle<br />
der Chemie im III. Reich vertiefen möchte, sei besonders<br />
auf <strong>die</strong> folgenden Texte verwiesen: 1) U. Deichm<strong>an</strong>n, Mitmachen,<br />
Flüchten, Vergessen, Wiley-VCH, Weinheim, 2001.<br />
2) Adolf Buten<strong>an</strong>dt und <strong>die</strong> Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft,<br />
B<strong>an</strong>d 7 der Serie "Geschichte der Kaiser-Wilhelm-<br />
Gesellschaft im Nationalsozialismus" (R. Rürup, W. Schieder,<br />
Hrsgb.), Wallstein-Verlag, Göttingen, 2004. 3) F. Schmaltz,<br />
Kampfstoff-Forschung im Nationalsozialismus, B<strong>an</strong>d 11 der<br />
Serie "Geschichte der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus"<br />
(R. Rürup, W. Schieder, Hrsg.), Wallstein-Verlag,<br />
Göttingen, 2005.4) A. Neubauer, Bittere Nobelpreise,<br />
Books on Dem<strong>an</strong>d, Norderstedt 2005. 5) M. Düring, Minervas<br />
verstoßene Kinder, B<strong>an</strong>d 13 der Serie "Geschichte<br />
der Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft im Nationalsozialismus"<br />
(R. Rürup, W. Schieder, Hrsgb.),Wallstein-Verlag, Göttingen,<br />
2006.<br />
Henning Hopf, Braunschweig,<br />
Lothar Jaenicke, Köln,<br />
Petra Mischnick, Braunschweig<br />
GDCH<br />
190
<strong>Deutsche</strong> Bunsen-Gesellschaft Mitgliederverwaltung:<br />
für Physikalische Chemie e.V. Fax: 069/7564-621<br />
Theodor-Heuss-Allee 25 e-mail: e.woehler@bunsen.de<br />
60486 Fr<strong>an</strong>kfurt am Main<br />
Antrag auf Mitgliedschaft<br />
in der Jahresbeitrag<br />
<strong>Deutsche</strong>n Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie<br />
persönliches, studentisches Mitglied (bitte Stu<strong>die</strong>nbescheinigung beifügen) 30 €<br />
persönliches Jungmitglied (bis zu 3 Jahren nach erfolgter Promotion/Eintritt in das Berufsleben) 65 €<br />
persönliches Doppelmitglied (GDCh, DECHEMA, DPG) 75 €<br />
persönliches, ordentliches Mitglied 100 €<br />
nichtpersönliches Mitglied (Institute, Bibliotheken, Firmen usw.) 485 €<br />
Flüssigkristall-Gesellschaft<br />
persönliches, studentisches Mitglied (bitte Stu<strong>die</strong>nbescheinigung beifügen) 8 €<br />
persönliches, ordentliches Mitglied 16 €<br />
AG Theoretische Chemie<br />
persönliches, ordentliches Mitglied 13 €<br />
ab<br />
Zur Mitgliedschaft vorgeschlagen durch:<br />
________________________________________________ ________________________________________<br />
(Mitglied der DBG) (Unterschrift)<br />
Bereits Mitglied in der<br />
_________________________________________________________________________________________<br />
Frau � Herr �<br />
Titel ______________________________________________________________________________________<br />
Name __________________________ Vorname _______________________________________<br />
Geburtsdatum ___________________________ Geburtsort _____________________ L<strong>an</strong>d (LKZ) ______<br />
Privat<strong>an</strong>schrift Universitäts- bzw. Dienst<strong>an</strong>schrift<br />
________________________________ ______________________________________<br />
________________________________ ______________________________________<br />
________________________________ ______________________________________<br />
Straße/Postfach _____________________ ______________________________________<br />
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Fax (__________) _________________ (___________) _________________________<br />
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Alle Mitteilungen bitte <strong>an</strong> meine Privat<strong>an</strong>schrift � Dienst<strong>an</strong>schrift �<br />
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Bitte in Druckbuchstaben ausfüllen
An der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät<br />
der Christi<strong>an</strong>-Albrechts-Universität zu Kiel ist im Institut<br />
für Physikalische Chemie zum nächstmöglichen Termin<br />
eine<br />
W2-Professur<br />
für Physikalische Chemie<br />
zu besetzen.<br />
Die Bewerberinnen und Bewerber sollen in einem aktuellen<br />
Forschungsgebiet der Physikalischen Chemie ausgewiesen<br />
sein, beispielsweise einem Gebiet der <strong>an</strong>gew<strong>an</strong>dten<br />
Physikalischen Chemie, und <strong>die</strong> am Institut vertretenen<br />
wissenschaftlichen Arbeitsrichtungen sinnvoll ergänzen.<br />
Erwünscht ist <strong>die</strong> Bereitschaft zur Mitarbeit im Netzwerk<br />
„Future Oce<strong>an</strong>” und im gepl<strong>an</strong>ten Sonderforschungsbereich<br />
677 „Funktion durch Schalten”.<br />
Im Bereich der Lehre ist das Fach Physikalische Chemie<br />
in voller Breite zu vertreten und es sind Ausbildungsaufgaben<br />
für Stu<strong>die</strong>rende <strong>an</strong>derer Fachrichtungen zu übernehmen.<br />
Die Bewerberinnen und Bewerber müssen habilitiert sein<br />
oder vergleichbare Leistungen aufweisen. Erwartet wird<br />
<strong>die</strong> Fähigkeit, Lehrver<strong>an</strong>staltungen in englischer Sprache<br />
abzuhalten.<br />
Die Christi<strong>an</strong>-Albrechts-Universität zu Kiel ist bestrebt,<br />
den Anteil der Wissenschaftlerinnen in Forschung und<br />
Lehre zu erhöhen und fordert deshalb entsprechend qualifizierte<br />
Frauen nachdrücklich auf, sich zu bewerben.<br />
Frauen werden bei gleichwertiger Eignung, Befähigung<br />
und fachlicher Leistung vorr<strong>an</strong>gig berücksichtigt.<br />
Die Hochschule setzt sich für <strong>die</strong> Beschäftigung schwerbehinderter<br />
Menschen ein. Daher werden schwerbehinderte<br />
Bewerberinnen und Bewerber bei entsprechender<br />
Eignung bevorzugt berücksichtigt.<br />
Bewerbungen mit den üblichen Unterlagen (Lebenslauf,<br />
Zeugniskopien, Schriftenverzeichnis, drei ausgewählte<br />
Sonderdrucke und eine kurz gefasste Forschungsperspektive)<br />
sind bis zum 15.12.2006 zu richten <strong>an</strong> den<br />
Dek<strong>an</strong> der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät<br />
der Christi<strong>an</strong>-Albrechts-Universität zu Kiel, 24098 Kiel