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Chemie mit Mikrowelle, Ultraschall und Laser | Chemikalien.de
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Chemie mit Mikrowelle, Ultraschall und Laser

August 25, 2003 by admin 

EU-Programm “Chemistry in High Energy Microen-vironments” zu umweltschonenden Verfahren, der so genannten “Grünen Chemie”, als COST-Aktion (European COoperation in the Field of Scientific and Technical Research). Die beteiligten deutschen Arbeitsgruppen haben Prof. Jürgen Janek vom Physikalisch-Chemischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen mit der Vertretung der nationalen Interessen im gemeinsamen europäischen Management-Komitee beauftragt. In der Gießener Arbeitsgruppe von Prof. Janek werden u. a. neue plasma-chemische Verfahren entwickelt, die langfristig im Bereich der Abgasreinigung oder Schadstoffvernichtung zum Einsatz kommen könnten

Auch wenn dies angesichts vieler Diskussionen um Umweltfragen und ökologische Verfahren gerne verschwiegen wird: Die Chemie liefert uns nahezu alle modernen Stoffe, mit denen wir uns heute umgeben. Dies beginnt bei der Kleidung und der Kosmetik, funktionalen oder dekorativen Kunststoffen in fast allen technischen Geräten, schmutzabweisenden Oberflächen und vielem mehr und endet bei der chemischen Produktion medizinischer Wirkstoffe noch lange nicht. Ein Thema, das hierbei seit langem an Bedeutung gewinnt, ist die ressourcen- und umweltschonende Herstellung sowie die sichere Entsorgung oder Vernichtung von Gefahrstoffen.

Hartnäckige Probleme erfordern häufig unkonventionelle Lösungen. Frei nach diesem Motto haben zahlreiche europäische Arbeitsgruppen der Chemie ein gemeinsames Forschungsprogramm auf die Beine gestellt, das seit kurzem von der EU gefördert wird. Die deutsche Übersetzung des Titels “Chemie in hochenergetischen Mikro-Umgebungen” (Chemistry in High Energy Microenvironments) bietet dem Laien allerdings - wie so häufig - keine echte Hilfe für das Verständnis des Vorhabens. In kurzen Worten zusammengefasst wird sich das Programm mit chemischen Reaktionen unter ungewöhnlichen Reaktionsbedingungen beschäftigen, die eine besonders effiziente lokale Energiezufuhr bewirken. Auf diese Weise können sowohl besondere Synthesen gelingen als auch ungewöhnlich stabile, aber toxische Stoffe vernichtet werden. In der Praxis bedeutet dies den Einsatz von Ultraschall, Mikrowellen, Plasmen oder Lasern für chemische Umsetzungen.

Die beteiligten deutschen Arbeitsgruppen haben Prof. Jürgen Janek vom Physikalisch-Chemischen Institut der Justus-Liebig-Universität Gießen mit der Vertretung der nationalen Interessen im gemeinsamen europäischen Management-Komitee beauftragt. In der Gießener Arbeitsgruppe von Prof. Janek werden u. a. neue plasma-chemische Verfahren entwickelt, die langfristig im Bereich der Abgasreinigung oder Schadstoffvernichtung zum Einsatz kommen könnten.

Chemische Reaktionen erfordern in den meisten Fällen die Zufuhr von Wärme. Diese stellt die notwendige Energie dar, um vorhandene Bindungen in den Ausgangsstoffen zu brechen und damit neue Bindungen knüpfen zu können. Es ist eine alte Laborweisheit, dass viele Reaktionen bereits bei einer relativ geringen Temperaturerhöhung um 10 bis 15 Grad Celsius doppelt so schnell ablaufen. Die Zeiten, in denen diese Temperaturerhöhung allein mit Hilfe eines Bunsenbrenners erreicht werden konnte, sind schon lange vorbei. Heute finden sich in vielen präparativen Laboratorien Mikrowellenöfen, Ultraschallgeräte, leistungsfähige Laser und Plasmageneratoren, mit denen Energie auf andere Art und Weise übertragen werden kann. Mit Mikrowellen kann man gleichmäßiger erhitzen, und Ultraschall erzeugt oft energiegeladene Mikrobläschen, in denen sehr hohe Temperaturen erreicht werden. Mit dem Laser kann man an Oberflächen in Sekundenbruchteilen mühelos mehrere 1000 Grad Celsius erreichen, und in Plasmen reagieren energiereiche Teilchen auch mit sehr reaktionsträgen Stoffen.

Im Rahmen eines auf fünf Jahre angelegten Programms soll die Nutzung derart unkonventioneller Methoden zur Energieübertragung für chemische Reaktionen europaweit vernetzt untersucht werden. Dabei steht die Entwicklung von umweltschonenden Verfahren (”green chemistry”) im Mittelpunkt. Sowohl die Abwasserreinigung als auch die Verbesserung von chemischen Synthesen werden untersucht. Das Programm wird als sogenannte COST-Aktion (European COoperation in the Field of Scientific and Technical Research) finanziell von der EU gefördert. Innerhalb der Laufzeit des Programms sollen die beteiligten Arbeitsgruppen ihre Aktivitäten stärker vernetzen, die nationalen Koordinatoren sollen nationale Fördermaßnahmen anregen und bündeln.

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