ChemieXtra 4/2021

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FAU-Forschende knacken molekularen Stickstoff mit Kalzium tet sich schwierig, denn Stickstoff ist ein wenig reaktionsfreudiges Gas mit einer Drei­fachbindung, die zu den stärksten bekannten chemischen Bindungen gehört. Ein Forschungsteam der Friedrich-

Bild: FAU/David Har tfiel

Chemikerinnen und Chemiker weltweit sind ständig auf der Suche, den in der Luft enthaltenen elementaren Stickstoff, kurz N2, mit einfachen Mitteln für chemische Reaktionen verfügbar zu machen. Das gestal-

Forscherinnen und Forscher im Labor der FAU.

Alex­ander-Universität ErlangenNürnberg (FAU) hat nun gezeigt, dass das in der Natur häufig vorkommende Metall Kalzium in der Lage ist, die hochstabile Stickstoff-Bindung zu brechen Chemikerinnen und Chemiker suchten nach Möglichkeiten, die starke N≡NDreifachbindung zu brechen.

Das Forschungsteam um Prof.

Dr. Sjoerd Harder, Lehrstuhl für Anorganische und Metallorganische Chemie, konnte nun zeigen, dass das Hauptgruppenelement Kalzium dieses Kunststück vollbringen kann.

Auf der Suche nach KalziumAtomen in der ungewöhnlichen Oxidationsstufe +I fanden die FAU-Forschenden nun zufällig heraus, dass das Metall mit Stickstoff reagiert – ironischerweise sollte der Stickstoff bei diesem Experiment eigentlich nur ein unreaktives Schutz-

gas sein. Harder und sein Team isolierten ein Molekül, in dem Stickstoff zwischen zwei Kalziumatomen eingeschlossen war, und zeigten die weitere Umwandlung zu Hydrazin.

Zusammen mit theoretischen Chemikerinnen und Chemikern der Universitäten in Marburg und dem chinesischen Nanjing stellten die FAU-Forschenden fest, dass unerwartet doch d-Orbitale bei der Stickstoff-Aktivierung an Kalzium eine wesentliche Rolle spielen. Diese kontroverse, aber wichtige Erkenntnis bricht das Dogma, dass d-Orbitale für Hauptgruppenmetalle – Metalle, die im Periodensystem einer der Hautgruppen zugeordnet sind – irrelevant sind.

Medienmitteilung Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Kunststoffe lassen sich mit recht geringem Aufwand formen und ihre Eigenschaften in einem weiten Bereich steuern.

Selbst die viel gescholtenen «Wegwerfartikel» spielen gerade angesichts der Bedrohung durch Coronaviren eine besondere Rolle. Wie würden wohl Biolabore und Spitäler ohne Einmalspritzen, Einmalschläuche, medizinische Beutel und Schutzmasken ihre Hygiene aufrechterhalten? Aber auf lange Sicht müssen wir eine Kunststoff-Kreislaufwirtschaft entwickeln. Eine Komponente 4/2021

dürften klassische Steamcracker darstellen. Denn statt Öl und Gas kann man sie bei virtuoser Temperierung auch mit Plastikabfall betreiben. Eine andere Hilfestellung geben Kleinstlebewesen.

Die Zersetzung einer PET-Flasche dauert in der Natur rund 400 Jahre. Im Labor am Institut für Angewandte Mikrobiologie der RWTH Aachen schaffen es Zuchtmikroben mit ihren Enzymen in vier Tagen. Die Forscher dehnen ihre Aktivitäten inzwischen auf PolyurethanSchäume und das besonders

Bild: MCH Messe Schweiz (Basel) AG

Kunststoff-Kreislauf funktioniert mit Kleinstlebewesen

Selbst zu klassischen Glaspipetten gibt es Alternativen aus Kunststoff.

hartnäckige Polyethylen aus.

Nachdem die «Abbrucharbeiter» die Kunststoffabfälle zerlegt haben, machen andere Mikroben als «Baumeister» neuen Kunststoffe daraus (z.B. Polyester). Was nicht verwertet wurde, lässt sich in den Prozess zurückführen.

Wie Forscher und Ingenieure eine solche Kunststoff-Kreislaufwirtschaft Realität werden lassen, zeigt die Ilmac Basel.

Medienmitteilung Ilmac www.ilmac.ch 27