Wissen Sie, wie man das Phänomen nennt, dessen Name sich von dem griechischen Begriff für “Krebsschere” ableitet und bei dem sich ein Molekül mit mehreren Gruppen an ein Ion koordiniert und damit ein entropisch stabilisiertes Aggregat bildet?
Der Nobelpreis für Physiologie oder Medizin geht in diesem Jahr an die Immunologen Mary E. Brunkow, Fred Ramsdell und Shimon Sakaguchi für bahnbrechende Erkenntnisse zu den Mechanismen, mit denen Immunreaktionen gegen körpereigene Antigene in Schach gehalten werden. Die beteiligten regulatorischen T-Zellen mit dem zellspezifischen Transkriptionsfaktor Foxp3 sind relevant für die Balance der Infektionskontrolle und die Vermeidung von Autoimmunreaktionen.
Anliegen der in loser Folge erscheinenden Versuche ist es, Impulse für chemische Versuche zu geben, die mit haushaltsüblichen Gegenständen durchgeführt werden können. Die Versuche sind explizit nicht als Experimente im fachdidaktischen bzw. wissenschaftstheoretischen Sinn konzipiert, sondern sollen unter anderem durch Erzeugung einfacher naturwissenschaftlicher Phänomene eine positive Haltung gegenüber der Chemie wecken. Lehrpersonen öffnen sie Möglichkeiten, grundlegende chemische Zusammenhänge ohne teure Spezialchemikalien im Alltag aufzuzeigen. Nicht zuletzt sollen sie dazu anregen, unsere nächste Nähe stärker bezüglich ihrer chemischen Funktionen zu hinterfragen. Denn Chemie wirkt schließlich überall.
Der Nobelpreis für Chemie 2025 geht an Susumu Kitagawa, Richard Robson und Omar Yaghi für die Entwicklung von Metallorganischen Gerüsten (engl. metal-organic frameworks, MOFs). Das sind molekulare Architekturen, die aus anorganischen Knotenpunkten und organischen Verbindungselementen aufgebaut sind und wie eine Art Molekül-Schwamm funktionieren. Die Materialien sind voll von Hohlräumen, die viel Platz bieten, um andere Moleküle zu verstauen. Gase und andere Stoffe können durch ihre Poren strömen, um dort gezielt gespeichert, transportiert oder umgesetzt zu werden. Die Hohlräume lassen sich zudem zweckmäßig gestalten, wodurch MOFs sowohl vielseitig als auch spezifisch einsetzbar sind. Das Potenzial dieser Strukturen ist enorm und es gibt mittlerweile Zehntausende verschiedener MOFs. Die drei Preisträger haben mit ihrer Forschung in diesem Gebiet ungeahnte Möglichkeiten für die Herstellung von maßgeschneiderten Materialien mit neuen Funktionen eröffnet, beispielsweise um Kohlendioxid aufzufangen, Wasser aus der Wüstenluft zu gewinnen, chemische Reaktionen zu beschleunigen oder Strom zu leiten.
In 81 Experimenten durch die Chemie
Unser Titelbild zeigt die so genannten Chromdioxid-Glühwürmchen. Bei diesem spektakulären Versuch reagieren Ammoniak und Sauerstoff in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators – hier heißes Cr2O3-Pulver – zu Stickstoffoxid und Wasser.
Weitere Versuche und auch Videos dazu finden Sie in der Experimentalvorlesung, die das Team um Karsten Meyer in diesem Heft publiziert. Die Videos (81 insgesamt) sind unter https://doi.org/10.1002/ciuz.202300039 in den supporting information abgelegt – Weihnachten ist also gerettet.
The topics addressed in this publication should have taught many different aspects of chemistry, providing a good overview of the fundamental knowledge of inorganic chemistry and covering the major part of a first-semester lecture. Still, the knowledge transferred goes far beyond the understanding of basic redox or acid-base reactions. Demonstrating experiments always goes hand in hand with teaching the correct and safe handling of chemicals. In many of these experiments, chemicals were used that must be treated with extreme care. A chemist should always be aware of the dangers associated with specific chemicals. Substances that react vigorously with water, in air, or with chlorinated solvents must always be handled under the right conditions. All demonstrated experiments involved controlled explosions and combustions. It would be dreadful to imagine the damage resulting from miscalculations and improper use. This work should also serve as a reminder to treat chemicals with the appropriate respect, but never with fear. In the end, chemical reactions are the everyday business of nearly every chemist. The experience and knowledge gained from reading this text or watching a movie about one of these chemical experiments can enhance classroom teaching, if necessary, but can never replace the feeling of a live performance experiment.
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