ChemieXtra 5/2021 by SIGWERB GmbH

5 / 2021

Mai 2021

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

Für eine sichere Zukunft. ¬ Umweltsimulation ¬ Klimatechnik ¬ Wärmetechnik ¬ Pharmatechnik

50 JAHRE

1971 - 2021

www.weiss-technik.ch

Wir bringen Farbe ins Spiel! Kompakte kapazitive Grenzschalter mit 360°-Statusanzeige

256 Farben individuell wählbar: Messvorgang läuft Sensor schaltet Störung im Prozess

15 cm

Kompakte Bauform

HygieneAdaptersystem

Bedienung per Smartphone

CHF 160.VEGAPOINT 21 G½"

www.vega.com/vegapoint

EDITORIAL

Das Phänomen der unsichtbaren Hand Liebe Leserin, lieber Leser Kennen Sie das Phänomen der unsichtbaren Hand? Stellen Sie sich vor, Sie lassen einen Kiesweg durch einen grossen, üppigen Stadtpark bauen. Damit alles ein wenig lebendiger aussieht,

Einige Jahre später besuchen Sie den Park und stellen mit Entsetzen fest:

ROTHE ZONE

Überall sind zwischen den Wegen neue gradlinige Trampelpfade entstan-

S T E R I L I S AT I O N S K O N T R O L L E

haben Sie sich für eine unkonventionelle Spur entschieden. Der Weg schlängelt sich durch die Bäume, an manchen Orten läuft er im Zick-Zack.

den. Dies ist ein anschauliches Beispiel für die «unsichtbare Hand», die die neuen Abkürzungen entstehen liess und die vorgesehenen Wege links

FL ÄCHENDESINFEK TION C O M PA C T D R Y ™

ROTI®DIPSLIDE

DESINFEK TION

liegen lässt.

H YG I EN EKO N T R O L L E IM LABOR

Weshalb berichte ich Ihnen nun von diesem Phänomen? Ganz einfach. Schlagwörter aus der Industrie wie «Digitale Transformation», «Energie-

HAUTDESINFEK TION HANDDESINFEK TION

O B ER F L ÄC H E N H YG I EN E

wende» oder «Industrie 4.0» sind konstruierte Begriffe, also frisch angelegte Kieswege in einem Industriepark. Sie können sinnvoll, clever durchdacht und unglaublich genial sein, doch auch sie sind machtlos gegen

H A N D H YG I EN E

DIPSLIDES

LUMITESTER

K O N TA K T P L AT T E N

das Phänomen der unsichtbaren Hand. Denken wir beispielsweise an die Energiewende, dann scheinen gegen-

PROTHECT

wärtig Elektrofahrzeuge oder Wasserstoffautos die Finalisten im Rennen zu sein. Doch vielleicht freut sich bald der lachende Dritte und es könnte ganz anders kommen: synthetische, umweltfreundliche Flüssigkraftstoffe wie Methanol oder Ethanol könnten den Markt erobern. Das Phänomen der unsichtbaren Hand ist weder negativ noch positiv. Es zeigt nur, wie unglaublich schwierig es ist, eine Gesellschaft, eine Branche oder die Wirtschaft in eine vorgefertigte Richtung zu drängen. Wir wünschen Ihnen eine interessante Lektüre.

Stopp für Viren, Keime und Bakterien. Unsere Produkte und unsere kompetente Beratung sind DER Erfolgsfaktor im Hygiene Monitoring. Unsere Spezialisten unterstützen Sie jederzeit. Die Highprotection Zone. Made by ROTH.

carlroth.ch

#rothezone Roger Bieri redaktion@sigwerb.com 5/2021

I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

UMWELTTECHNIK

Ein Smartphone als Analysegerät

Von «klimaneutral» und «schadstoffarm»

Für die Energiewende scheinen Elektrofahrzeuge oder Wasserstoffautos die Finalisten zu sein. Doch Bio-Kraftstoffe können plötzlich relevanter werden als bisher gedacht. Ein Überblick.

Um Krankheiten zu erkennen, spielen Biomarker eine zentrale Rolle. Ihre Konzentration ist sehr gering, was den Nachweis technisch anspruchsvoll macht. Doch Chemiker zeigen, wie eine simple Handykamera diese Marker detektieren kann.

CHEMIE

BIOWISSENSCHAFTEN

MEDIZIN Geheime Machenschaften hinter den Kulissen

Warum Batterien explodieren

LABOR

Bei der Festsetzung von Medikamentenpreisen handeln Behörden und Pharmafirmen oftmals geheime Rabatte aus. Solche Rabattsysteme können den Zugang von Arzneimitteln für Patientinnen und Patienten beträchtlich beeinträchtigen.

Das schwarze Gold der Pilze

24 Forschenden der Empa ist es gelungen, das Pigment Melanin in grossen Mengen aus Pilzen zu gewinnen. Die Anwendungen des «schwarzen Goldes» sind breit. Sie reichen von Holzschutzmitteln bis zu Wasserfiltern.

IMPRESSUM

Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche

Erscheinungsweise 10 × jährlich

ERNÄHRUNG Wenn Aquakultur zu Überfischung führt

Herausgeber/Verlag SIGWERB GmbH Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.sigwerb.com

Vorstufe Triner Media + Print Schmiedgasse 7 CH-6431 Schwyz +41 41 819 08 10 beratung@triner.ch www.triner.ch

Anzeigenverkaufsleitung Thomas Füglistaler

Abonnemente +41 41 711 61 11 info@sigwerb.com www.chemiextra.com

Druck Procom SA Via Industria Casella postale 104 CH-6934 Bioggio +41 91 605 19 82 www.procom-sa.ch

Anzeigenverkauf SIGImedia AG Jörg Signer Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen +41 56 619 52 52 info@sigimedia.ch

Jahresabonnement Schweiz: CHF 38.00 (inkl. Porto/MwSt.) Jahresabonnement Ausland: CHF 58.00 (inkl. Porto)

ISSN-Nummer 1664-6770

Redaktion Roger Bieri Unter Altstadt 10, Postfach CH-6302 Zug +41 41 711 61 11 redaktion@sigwerb.com

Internet www.chemiextra.com

Alexander Jegge a.jegge@sigwerb.com

Copyright Zur Veröffentlichung angenommene Originalartikel gehen in das ausschliessliche Verlagsrecht der SIGWERB GmbH über. Nachdruck, fotomechanische Vervielfältigung, Einspeicherung in Datenverarbeitungsanlagen und Wiedergabe durch elektronische Medien, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des Verlags. Für unverlangt eingesandte Manuskripte wird keine Haftung übernommen.

Geschäftsleiter Andreas A. Keller

Redaktionelle Mitarbeit Dr. Kurt Hermann

Jahrgang 11. Jahrgang (2021) Druckauflage 9 099 Exemplare WEMF / SW-Beglaubigung 2020 9 219 Exemplare Total verbreitete Auflage 2 221 Exemplare davon verkauft

5/2021

I N H A LT S V E R Z E I C H N I S

IN KÜRZE

FIRMEN BERICHTEN Trockendispergierung organischer Substanzen

NEWS Die Verwendung einer neuartigen Dispergiereinheit für die Trockendispergierung pharmazeutischer Wirkstoffe ermöglicht sowohl die schonende Probenvorbereitung als auch die Partikelgrössenmessung bei minimalem Probenverbrauch.

FORSCHUNGSWELT Multiskalen-Modellierung von Batterien

PUBLIREPORTAGE

VERFAHRENSTECHNIK

LITERATUR

WERKSTOFFE Vom Blatt zur Verpackung

VERBANDSSEITEN SCV-Informationen

Pharmazeutische Produktionsstätten in Gefahr

In der pharmazeutischen Industrie erfordert jede Produktionsanlage ein besonderes Mass an Sorgfalt – in der letzten Zeit sogar noch mehr als sonst. Cyberkriminelle haben es nämlich gerade angesichts der Pandemie auf die Pharma industrie und ihre Produktion abgesehen.

PRODUKTE

LIEFERANTEN VERZEICHNIS

Offizielles Organ des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbandes

und Containment-Lösungen Firmenjubiläum der Weiss Technik AG

Mai 2021

50 Jahre Umweltsimulation

5 / 2021

ZUM TITELBILD

DIE FACHZEITSCHRIFT FÜR DIE CHEMIE- UND LABORBRANCHE

Davos am 4. März 1971, 11.30 Uhr: Karl Weiss eröffnet die erste Niederlassung der Karl Weiss AG an einer der schönsten Feriendestinationen in der Schweiz. Der Eintrag im Handelsregister lautete: «Die Gesellschaft bezweckt die Herstel-

Lokal verankert mit weltweiter Ausstrahlung: Als

lung sowie die Vermittlung von und den Handel

Tochtergesellschaft der Weiss Umwelttechnik

mit Klima-Prüfanlagen, Sonderklimaräumen so-

GmbH in Deutschland gehört die Weiss Technik AG zum weltweit agierenden Schunk-Technologiekonzern mit über 9100 Mitarbeitern und einem Jahresumsatz von über CHF 1.4 Milliarden. Seit 1971 steht die Weiss Technik AG in der

wie Raumklimageräten, Anlagen und Messtech-

Für eine sichere Zukunft.

nik.» Kernkompetenzen, die sich bis heute stän-

¬ Umweltsimulation ¬ Klimatechnik ¬ Wärmetechnik ¬ Pharmatechnik

dig weiterentwickelt und an Kundenbedürfnissen orientiert haben. Lesen Sie auf unserer Homepage weiter.

Schweiz für anspruchsvolle Lösungen in der Umweltsimulation und Klimatechnik sowie herausragenden Service und leistet damit seit über 50 Jahren ihren Beitrag zu einer sicheren Zukunft.

5/2021

50 JAHRE

1971 - 2021

Weiss Technik AG Brügglistrasse 2, CH-8852 Altendorf info@weiss-technik.ch www.weiss-technik.ch

www.weiss-technik.ch

UMWELT TECHNIK

Bio-Kraftstoffe fahren aus dem Mittelfeld an die Spitze

Von «klimaneutral» und «schadstoffarm» Für die Energiewende scheinen die Finalisten zu sein: Elektrofahrzeug oder Wasserstoffauto. Doch es könnte auch ganz anders kommen: Synthetische, aber umweltfreundliche flüssige Kraftstoffe werden in optimierten Motoren verbrannt. Ein Überblick.

Methanol und Ethanol aus Hüttengas Aktuell kommen neue Möglichkeiten zur Gewinnung synthetischer Bio-Kraftstoffe oder Bio-Kraftstoffzusätze hinzu. So hat man nach 60 Jahren Forschung endlich verstanden, wie der bekannte Kupfer-Zinkoxid-Aluminiumoxid-Katalysator bei der Methanolsynthese funktioniert: mit zwei voneinander unabhängig wirksamen Zentren. Das werten die Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum als eine entscheidende Information [1]. Optimierungen sollten nun die Umsetzung von Hüttengasen aus Kokereien und Hochöfen mit elektrolytisch hergestelltem Wasserstoff zu einer «grünen» Methanolsynthese machen. Auch Ethanol, das man im E10-Benzin in seinen Tank füllt, könnte sich in Zukunft aus Hüttengas gewinnen lassen. Dabei helfen zwei uralte «lebende Fossilien» [2]: die Bakterien Clostridium autoethanogenum und 4

Bild: Ehrensberger

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat schon vor anderthalb Jahren gezeigt, dass sich Kohlendioxid in einem vierstufigen Prozess unter Einsatz von Ökostrom (z.B. Windräder, Photovoltaik) und Wasser zu Benzin, Diesel oder Kerosin umsetzen lässt (Power-to-X). Zunächst fängt man das CO2 mithilfe einer Technologie aus der Luft ein (ETH Zürich und ihr Spin-off Climeworks). Anschliessend spaltet man in einer Elektrolyseanlage gleichzeitig CO2 und Wasser (SunfireVerfahren, Dresden), und erhält in einem einzigen Schritt Synthesegas. Dieses wird nach der bekannten Fischer-Tropsch-Synthese in eine breite Palette von linearen Kohlenwasserstoffen umgesetzt. Ein nachgeschaltetes Hydrocracking («Spalten unter Wasserstoff-Einsatz») führt dann direkt zum gewünschten Bio-Sprit.

Bild 1: Es gibt immer eine Alternative: Luftschiff oder Flugzeug, Benzin oder Kerosin, erdölbasierter oder synthetischer Bio-Kraftstoff.

Moorella thermoacetica. Neben Ethanol produzieren sie einen weiteren Flüssigkraftstoff (Acetat) und 2,3-Butandiol. Kürzlich hat man herausgefunden, wie die beiden Organismen das entscheidende Enzym ganz unterschiedlich einsetzen. Dies wiederum eröffnet Chancen, ihre Effizienz in der Kraftstoffherstellung zu steigern.

«Abgebrühtes» Butanol Neben Methanol und Ethanol kommt auch Butanol als Bio-Kraftstoff in Frage. Es weist eine Energiedichte fast wie erdölbasiertes Benzin auf (deutlich höher als Ethanol) und lässt sich mit diesem gut mischen. Butanol liess sich allerdings bisher nach seiner Herstellung durch ABE-Fermenta tion schwer von der entstandenen Brühe

aus Wasser, Ethanol, Aceton und fermentierter Biomasse abtrennen. Das gelingt jedoch jetzt durch Adsorption an ein metallorganisches Gerüst auf Basis von Kupferionen und Carboran-Carboxylat-Liganden (mCB-MOF-1). Entwickelt wurde dieses neuartige «metal-organic framework» (MOF) von Wissenschaftlern in der Schweiz (EPFL, Lausanne), China, Grossbritannien, Spanien und Oregon (USA) [3].

Endlich sinnvoller Syntheseweg Jenseits der Alkohole eignen sich weitere Verbindungen als Bio-Kraftstoff. Zum Beispiel 2,5-Dimethylfuran (DMF): Es weist eine höhere Oktanzahl auf als Ethanol, eine bessere Energieintensität und einen 5/2021

Bilder: MCH Messe Schweiz (Basel) AG

UMWELT TECHNIK

Bilder 2 und 3: Grün und nachhaltig und wahrscheinlich weniger ölbasiert: So werden Treibstoffe der Zukunft aussehen.

für die Praxis günstigen Siedepunkt (92 bis 94 °C). DMF lässt sich aus Biomasse herstellen, und zwar über 5-Hydroxymethylfurfural (HMF). Bei der Umsetzung von HMF zu DMF entstehen allerdings nach gängigen Verfahren zu viele unerwünschte Nebenprodukte. Zum Beispiel betrug die Ausbeute bei der Herstellung aus Fructose in einem zweistufigen Prozess nur 71 Prozent [4,5]. Mithilfe eines Palladium-Nanopartikel-Katalysators gelang aber jetzt in Anwesenheit von Wasserstoff unter milden Bedingungen eine quantitative Umsetzung. Als entscheidend erwies sich ein Zusatz von Ameisensäure. Sie verschiebt das Reaktionsgeschehen von der Hydrierung der Aldehydgruppe des DMF zur Hydrogenolyse der Hydroxymethylgruppe. Genauer:

Durch Ameisensäure wird die C-OH-Gruppe protoniert, was wiederum den Bruch der C-O-Bindung erleichtert und letztlich die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht.

Bio-Kerosin: CO2-neutral, aber zu teuer Synthetische Bio-Kraftstoffe sind über das Automobil hinaus auch für andere Verkehrsträger denkbar. Der gemäss Powerto-Kerosene (KIT, s.o.) gewonnene Flugzeugtreibstoff verbrennt sogar ohne nennenswerte Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen und verursacht daher praktisch keine Russbildung – klimaneutral und schadstoffarm. Ein Wermutstropfen bei Bio-Kerosin ist die ökonomische Kalkulation. An der ETH Zü-

rich kam kürzlich eine Arbeitsgruppe um Prof. Marco Mazzotti zu diesem Schluss: Synthetischen Treibstoff aus CO 2 herzustellen, kommt zurzeit dreimal so teuer, wie das CO 2 einfach im Untergrund zu speichern. Und diese Technologie (carbon capture and storage, CCS) ist ausgereift; unterirdische Lagerstätten sind in Betrieb (z. B. in der Nordsee). Die gängigen Energie-Alternativen erscheinen unpraktikabel: Voraussetzung für den Wasserstoffbetrieb wäre eine komplette Neuentwicklung von Flugzeugen und Kraftstoff-Infrastruktur. Und Batterien für einen Elektroantrieb sind für die Langstrecke einfach zu schwer. Gerade hier jedoch geht besonders viel CO2 in die Luft. Denn obwohl Flüge über 4000 Kilometer und mehr im Jahr 2020 nur 6,2 Prozent der

The Original Filter Papers since 1883 Protect what matters Food Food & & Beverage Beverage Environment Environment Diagnostic Diagnostic

5/2021

Gewerbestrasse 10 · CH-4450 Sissach Tel. +41 61 971 83 44 · Fax +41 61 971 83 45 info@sebio.ch · www.sebio.ch

UMWELT TECHNIK

Bilder 4 und 5: Voraussetzung für den Erfolg: Prozess-Know-how und massgeschneiderte Bio-Kraftstoff-Analytik.

Abflüge ausmachten, waren sie laut der europäischen Luftsicherheitszentrale Eurocontrol für knapp 52 Prozent des CO2 -Ausstosses verantwortlich.

Neuer Kurs auf See Für den Schiffstank eignet sich Bio-Ethanol aus Weizenstroh oder anderem cellulosebasierten Material (z.B. Laub, Sägemehl, Restholz). Bei der Herstellung leitet man das Roh-Ethanol bei 350 °C und 20 bar über katalysatorbeschichtete Aktivkohle. In Vergleichsrechnungen ist ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts Umsicht, Oberhausen, je Megajoule gewonnener Energie auf eine Spanne von 64,3 bis 91,6 Gramm CO2 -Äquivalente für den «WeizenstrohKraftstoff» gekommen – immerhin bis zu 32 Prozent weniger als bei erdölbasiertem Dieselkraftstoff (94 Gramm CO2 -Äquivalente). Das könnte wesentlich zum Kurswechsel Richtung CO2 -Neutralität beitragen. Denn weltweit ist die Schifffahrt für den Ausstoss von etwa einer Milliarde Tonnen Kohlendioxid verantwortlich, und der Dieselantrieb dürfte auf See noch lange konkurrenzlos bleiben. Vielleicht das Beste an dem Verfahren: Es ist marktreif und so unkompliziert, dass ein Reeder seinen BioDiesel selbst herstellen und den Schiffstank damit komplett füllen kann. Das hat eine ganz andere Qualität, als wenn man lediglich dem erdölbasierten Kraftstoff geringe Anteile Bio-Sprit zumischt (E10) oder Cellulose an geeigneter Stelle in einen be6

stehenden Erdölraffinationsprozess einschleust.

Prozess-Know-how und Bio-Kraftstoff-Analytik Damit weisen synthetische Bio-Kraftstoffe gegenüber Wasserstoffbetrieb und Elektromobilität so manchen Pluspunkt auf. Die Ilmac in Basel zeigt dem Besucher die Potenziale und viele Ansatzpunkte, die betreffenden Technologien selbst mit voranzutreiben beziehungsweise von ihnen zu profitieren. Als entscheidend dürfte sich in der Herstellung das Prozess-Know-how, speziell die Temperaturführung, nebst der zugehörigen Sensorik erweisen. Auch eine massgeschneiderte Bio-Kraftstoff-Analytik trägt zum Erfolg bei. Denn so mancher Rohstoff weist schwankende Qualitäten auf. Es handelt sich schliesslich oft um Naturprodukte. Literatur [1] Daniel Laudenschleger, Holger Ruland, Martin Muhler, «Identifying the nature of

the active sites in methanol synthesis over Cu/ZnO/Al2O3 catalysts», Nature Communications (2020) [2] Olivier N. Lemaire, Tristan Wagner, «Gas channel rerouting in a primordial enzyme: Structural insights of the carbonmonoxide dehydrogenase/acetyl-CoA synthase complex from the acetogen Clostridium autoethanogenum», BBA – Bioenergetics (2020) [3] Lei Gan, Arunraj Chidambaram, Pol G. Fonquernie, Mark E. Light, Duane Choquesillo-Lazarte, Hongliang Huang, Eduardo Solano, Julio Fraile, Clara Viñas, Francesc Teixidor, Jorge A. R. Navarro, Kyriakos C. Stylianou, José G. Planas, «A Highly Water-Stable meta-Carborane-Based Copper Metal–Organic Framework for Efficient High-Temperature Butanol Separation», Journal of the American Chemical Society 2020 142 (18), 8299-8311; DOI: 10.1021/ jacs.0c01008 [4] Y.Román-Leshkov, C. J. Barrett, Z. Y. Liu, J. A. Dumesic, Nature 2007, 447, 982– 985 [5] Y. Román-Leshkov, J. N. Chheda, J. A. Dumesic, Science 2006, 312, 1933-1937

Ilmac Basel 2021 Dauer: Dienstag, 19. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Mittwoch, 20. Oktober, 9.00 bis 18.30 Uhr Donnerstag, 21. Oktober, 9.00 bis 17.00 Uhr Ort: Messe Basel, Halle 1.0 Veranstalter: MCH Messe Schweiz (Basel) AG info@ilmac.ch www.ilmac.ch

5/2021

UMWELT TECHNIK

Woher kommen sie?

Seltene Erden im Abwasser Aus der Industrie, aber auch aus Spitälern gelangen vermehrt Metalle der Seltenen Erden wie Cer und Gadolinium ins Abwasser. Das zeigen neuere Untersuchungen des Wasserforschungsinstituts Eawag in 63 Abwasserreinigungsanlagen in der Schweiz.

Bärbel Zierl ¹ Ohne Metalle der Seltenen Erden geht heute fast nichts mehr. Es gäbe keine Smartphones, Flachbildschirme, LED-Lampen, Akkus, Elektromotoren und auch viele andere elektronische Geräte nicht. In der Hightech-Industrie, etwa in der Automobil-, der Elektronik- und der Energiebranche und in der Medizin sind die wertvollen Rohstoffe nicht mehr wegzudenken. Von zunehmendem Interesse ist daher, wohin die Seltenen Erden nach Gebrauch verschwinden.

Kein seltenes Ereignis

¹ Eawag, Dübendorf

Bild: Adpic

Das Wasserforschungsinstitut Eawag hat jetzt im Auftrag des Bundesamts für Umwelt (Bafu) erstmals Seltene Erden im Nachklärbecken einer Abwasserreinigungsanlage aus der Vogelperspektive.

COMSOL Days

Was bringt Multiphysik-Simulation im Entwicklungsalltag? Erfahren Sie gemeinsam mit anderen Ingenieuren und Simulationsspezialisten online, wie COMSOL Multiphysics® heute im Entwicklungsalltag Innovationen voran bringt. kostenlose anmeldung unter: comsol.ch/comsol-days

5/2021

themen umfassen u.a. • Akustik • Wärmetransport in der Materialverarbeitung • Optik und Photonik • Niederfrequente Elektromagnetik • Elektrifizierung von Fahrzeugen • Und viele weitere!

UMWELT TECHNIK

Grafik: Ralf Kägi, Eawag

Schweizer Abwasser genauer unter die Lupe genommen. Ein Team von Forschenden der beiden Abteilungen Verfahrenstechnik sowie Wasserressourcen und Trinkwasser untersuchte dazu die Klärschlämme von 63 Schweizer Abwasserreinigungsanlagen (ARA). Das Wichtigste vorweg: Seltene Erden, die in Industrie und Spitälern eingesetzt werden, landen nicht selten im Abwasser.

Herausforderung: Die Suche nach den Quellen Zuerst schätzte das Forscherteam ab, welche Mengen der Seltenen Erden aus natürlichen Quellen stammt. Denn nur so lässt sich auch beurteilen, welchen Anteil der Mensch hinzufügt. Dazu analysierten die Forschenden Bodenproben aus der Schweiz und berücksichtigen dabei sogenannte PAAS-Werte (post-Archaean Australian shales), welche die durchschnittliche Zusammensetzung der Seltenen Erden in der Erdkruste reflektieren. So erhielten sie die in der Schweiz natürlich vorkommende Zusammensetzung der Seltenen Erden – das Hintergrundmuster. Zudem entwickelte das Forscherteam zwei neue Methoden, um aus den im Abwasser gemessenen Konzentrationen und dem natürlichen Muster auf den Anteil aus industriellen Quellen schliessen zu können.

Aus spezialisierten Anwendungen in der Industrie Das Ergebnis: Im Klärschlamm der meisten ARAs entsprechen die gefundenen Konzentrationen der Seltenen Erden dem natürlichen Hintergrundmuster. In einigen wenigen ARAs jedoch, insbesondere in denen in Yverdon, Bioggio, Hofen und Thal, waren die Konzentrationen einzelner Seltener Erden deutlich erhöht. Das Forscherteam schliesst daraus, dass Seltene Erden nicht grossflächig eingesetzt werden, sondern aus hoch spezialisierten Anwendungen in der Industrie stammen. Die höchsten Konzentrationen wurden für Cer (auch Cerium genannt) nachgewiesen. Cerdioxid wird in der Industrie oft als Schleifmittel eingesetzt. Hochgerechnet auf die Schweiz erreichen über 4000 Kilogramm Cer jährlich die ARAs, davon rund die Hälfte aus industriellen Anwendungen. 8

Seltene Erden wie Cer (Ce) und Gadolinium (Gd) kommen in der Natur vor, werden aber auch in Industrie und Spitälern immer häufiger eingesetzt. Über das Abwasser gelangen die Seltenen Erden in Abwasserreinigungsanlagen (ARA). Ein Grossteil des Cers wird dort im Klärschlamm abgeschieden. Gadolinium wird jedoch kaum im ARA zurückgehalten und fliesst mit dem gereinigten Abwasser in die Gewässer.

Im Klärschlamm bleibt ein sehr grosser Teil davon hängen, etwa 95 Prozent. Der Rest gelangt in die Umwelt. Die Forschenden gehen deswegen davon aus, dass in der nächsten Zeit auch in Seen, Flüssen oder Grundwasser erhöhte Cer-Konzentrationen gefunden werden.

Medizinische Kontrastmittel als Quelle vermutet Ein besonderer Fall ist Gadolinium: Bereits vor 20 Jahren wurden in Europa erhöhte Konzentrationen in Gewässern nachgewiesen. Als Quelle vermutete man das Abwasser aus Spitälern. In der aktuellen Studie der Eawag fanden die Forschenden rund 80 Prozent des insgesamt aus industriellen Quellen stammenden Gadoliniums in der ARA von Ramsen in der Nähe des Bodensees an der deutsch-schweizerischen Grenze. Die ARA behandelt Abwasser aus der Stadt Singen in Deutschland, wo sich ein Krebszentrum mit MRI-Einrichtungen befindet. In der Region werden zudem Gadolinium-basierte Kontrastmittel hergestellt. Die Ergebnisse bestätigen daher die bisherige Vermutung, dass das im Klärschlamm gefundene Gadolinium auf die Produktion oder den Einsatz von Kontrastmitteln zurückzuführen ist. Entsprechende Massnahmen zur Reduktion des Eintrags von industriellem Gadolinium ins Abwasser seitens Industrie wurden bereits getroffen und werden zu einer markanten Reduktion der Gadolinium-Fracht führen.

Offene Fragen bleiben Anders als bei den anderen Seltenen Erden ist die Konzentration von Lanthan in den Klärschlämmen praktisch aller untersuchten ARAs erhöht. Eine mögliche Ursache könnten biologische Prozesse sein, die den Rückhalt von Lanthan im Klärschlamm verändern. Eine andere Erklärung wäre der Einsatz von mit Lanthan angereicherten Düngern in der Landwirtschaft. Inwieweit biologische Prozesse oder Dünger für die erhöhten Werte verantwortlich sind, muss aber noch genauer untersucht werden. Die Studie wurde vom Bundesamt für Umwelt (Bafu) in Auftrag gegeben und finanziert. Originalpublikation Ralf Kaegi, Alexander Gogos, Andreas Voegelin, Stephan J. Hug, Lenny H.E. Winkel, Andreas M. Buser, Michael Berg, «Quantification of individual Rare Earth Elements from industrial sources in sewage sludge» Water Research X (2021); https://doi.org/ 10.1016/j.wroa.2021.100092 Kontakt Eawag Überlandstrasse 133 CH-8600 Dübendorf +41 58 765 55 11 info@eawag.ch www.eawag.ch

5/2021

CHEMIE

Modell zeigt Mechanismus auf

Warum Batterien explodieren Lithiumbasierte Batterien sind sehr leistungsfähig – und womöglich hochexplosiv. Beim wiederholten Aufladen eines solchen Akkus bilden sich eventuell so genannte Dendriten, die einen Kurzschluss auslösen können: Die Batterie geht in Flammen auf. Chemiker der Universität Ulm haben ein Modell entwickelt, das erklärt, wie und warum Dendriten entstehen. Dieser für die Batterieforschung bedeutende wissenschaftliche Beitrag ist als «Hot paper» in der Fachzeitschrift «Angewandte Chemie» erschienen.

Um die Energiewende zu meistern und die Elektromobilität voranzubringen, braucht die Welt neue, hochleistungsfähige Batterien. So lautet zumindest die Theorie. Bisher treiben vor allem Lithium-Ionen-Akkus Smartphones, Laptops oder Elektroautos an. Doch gerade für die Anforderungen der Elektromobilität ist die Leistungsfähigkeit dieser Batterien begrenzt. Das Problem: Um Kurzschlüsse zu vermeiden, sind Lithium-Ionen in Graphit eingelagert, was das Volumen und Gewicht der Akkus erhöht – und die Reichweite entsprechend sinken lässt.

Batterien mit einer reinen Lithium-Elektrode hätten zwar eine deutlich höhere Energiedichte, neigen jedoch zur Dendritenbildung. Diese astartigen Auswüchse entstehen allmählich beim Aufladen der Batterie an der negativen Elektrode. Wenn sie die Gegenelektrode erreichen, können diese Dendriten im Zusammenspiel mit entflammbaren Elektrolyten einen Kurzschluss verursachen – die Batterie brennt ab. Mit diesem gefährlichen Phänomen beschäftigen sich nicht nur YouTube-Videos, sondern Forschende weltweit. Bisher ist allerdings noch nicht verstanden, warum Metalle wie Lithium Dendriten bilden, Kupfer oder beispielsweise Silber jedoch nicht. Weitere Materialien formieren die gefährlichen Kristallstrukturen erst bei sehr grosser Spannung. Professor Wolfgang Schmickler und Dr. Elizabeth Santos vom Institut für Theoretische Chemie der Universität Ulm haben ein Modell entwickelt, das die Entstehung der astartigen Dendriten erklären soll. 5/2021

Bild: Santos/Schmickler

Die astartigen Auswüchse

Schematische Darstellung der Dendritenbildung in einer Batterie: Die negative Ladung konzentriert sich auf den Spitzen von Vorsprüngen und zieht positiv geladene Lithium-Ionen an. Dadurch wachsen Dendriten heran.

Berechnungen auf dem Supercomputer Auf dem Ulmer Supercomputer Justus 2 haben die Forschenden quantenchemische Berechnungen mithilfe einer Weiterentwicklung der Dichtefunktionaltheorie (DFBT+) durchgeführt. Ihre Ergebnisse legen folgendes Szenario für die Dendritenbildung nahe: Jedes Metall verfügt über einen so genannten Ladungsnullpunkt.

Umlaufkühler der Marke Van der Heijden Top Preise, hohe Qualität, prompte Services.

MLT_Text-Ins. Kühlgeräte_58x45_4.17.indd 1

www.mlt.ch

05.04.17 18:08

CHEMIE

Bild: Eberhardt, bearbeitet von Dr. Santos

Ionen ab, das Cluster kann nicht weiterwachsen und Dendriten bilden», erläutert Dr. Elizabeth Santos.

Vorerst nur theoretische Relevanz

Am Institut für Theoretische Chemie forschen Dr. Elizabeth Santos und Prof. Wolfgang Schmickler unter anderem zur Dendritenbildung in Batterien.

Wird das Metall bei Potentialen unterhalb dieses Ladungsnullpunkts – also bei einer negativ geladenen Elektrode – abgeschieden, entstehen die kristallartigen Dendriten. «Bei der Abscheidung bilden sich immer wieder kleine Unebenheiten wie Vorsprünge auf der Oberfläche. Den Gesetzen der Elektrostatik folgend, konzentriert sich die negative Ladung auf den Spit-

Die Suche nach alternativen Batterien Längst ist die Forschergemeinschaft auf der Suche nach alternativen Batterien. Beispielsweise versuchen Forschende, Batterien auf Basis von Natrium herzustellen. Der Vorteil liegt auf der Hand: Unser Planet ist reich an Natrium – man denke nur an Natriumchlorid im Meer. Doch ein Natrium-Kobaltoxid-Akku lässt sich nicht so oft aufladen wie eine Lithium-Ionen-Batterie. Auch andere Elemente als Basis sind von grossem Interesse in der Forschung. Wie beispielsweise Zinn oder Antimon. Zusätzlich machen hier noch ungelöste Sicherheitsfragen dem Fortschritt einen Strich durch die Rechnung.

zen solcher Cluster und zieht die positiv geladenen Lithium-Ionen an. Somit wachsen diese Spitzen weiter und bilden schliesslich Dendriten», erklärt Professor Schmickler. Darüber hinaus konnten die Forschenden ein weiteres Phänomen nachweisen, das zur Dendritenbildung beiträgt: Die negative Ladung verkleinert die Oberflächenspannung und fördert damit die Entstehung von Vorsprüngen auf der Oberfläche. Santos und Schmickler vergleichen diesen Vorgang mit Spülmittel, das die Bildung von Blasen im Wasser erleichtert.

Ein atomares Modell Diese Erkenntnisse sind kompatibel mit bisherigen Forschungsergebnissen. Allerdings haben Schmickler und Santos mit ihren Berechnungen erstmals ein Modell auf atomarer Ebene entwickelt. Dieses lässt sich auf andere Metalle übertragen und erklärt gleichzeitig, warum beispielsweise Kupfer keineswegs anfällig für Dendriten ist. «Bei Metallen wie Kupfer oder Silber ist die Oberfläche bei der Abscheidung positiv geladen. Bildet sich dort ein kleiner Vorsprung auf der Oberfläche, sammelt sich eine positive Ladung an. Diese stösst die positiv geladenen Metall-

Welche praktische Relevanz haben diese Forschungsergebnisse für die Entwicklung hochleistungsfähiger Batterien? Mit ihrem neuen Modell können die Chemiker zeigen, warum einige relevante Materialien Dendriten bilden und andere nicht. Darüber hinaus liefern sie eine Erklärung für die Entstehung der Kristallstrukturen auf atomarer Ebene. «Im Prinzip sagt unser Modell voraus, wie sich die Bildung von Dendriten in aufladbaren Batterien vermeiden lässt. Hierfür wäre allerdings ein Lösungsmittel erforderlich, das widersprüchliche Anforderungen erfüllt. Daher haben unsere Ergebnisse zunächst vor allem theoretische Relevanz», betonen die Autoren. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit wurden Santos und Schmickler von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und Conicet unterstützt, dem nationalen Rat für wissenschaftliche und technologische Forschung in Argentinien. Originalpublikation Elizabeth Santos, Wolfgang Schmickler, «The Crucial Role of Local Excess Charges in Dendrite Growth on Lithium Electrodes», Angewandte Chemie (2021); https://doi.org/10.1002/anie.202017124

Kontakt Prof. Dr. Dr.h.c. Wolfgang Schmickler Institut für Theoretische Chemie Universität Ulm D-89069 Ulm +49 731 50 31342 wolfgang.schmickler@uni-ulm.de www.uni-ulm.de

Mehr Sicherheit dank laufender Weiterbildung Praxisorientierte, anerkannte Weiterbildungen im Bereich Gefahrgut, Gefahrstoff, Chemikalien, Betäubungsmittel und Explosionsschutz www.akademie.svti-gruppe.ch

5/2021

Bild: Envato

CHEMIE

Bild 1: Ohne neues Wissen über aromatische Ringsysteme rollt nichts mehr in der Synthesechemie. Ein Rundkolben dreht am Rotationsverdampfer.

Im neuen Gleichgewicht

Zwischenprodukte spielen die Hauptrolle Metallorganische Reagenzien sind seit eh und je essenzielle Werkzeuge der synthetischen Chemie. In Kombination mit Alkali-Alkoholaten funktionieren sie noch besser und effektiver. Wieso dies so ist, war bisher jedoch nicht gut verstanden. Ein Team der Universität Bern hat den Mechanismus einer Reaktion von Brom-Aromaten mit Magnesium-organischen Reagenzien und Lithium-Alkoholaten detailliert untersucht.

Prof. Dr. Eva Hevia ¹ Substituierte aromatische Ringsysteme sind eine wichtige Klasse von Bausteinen für die Synthese vieler Produkte wie Pharmaka, Agrochemikalien und Naturstoffe. Die benötigten funktionellen Seitengruppen lassen sich meist jedoch nicht so ohne weiteres an die Ringsysteme anknüpfen.

CH3 Br

O LiOR + sBu2 Mg

CH3 Mg nLiOR 2

2 R = 2-ethylhexyl

Nach bewährtem Rezept Eine verbreitete Methode nutzt einen Umweg über einen Halogen-Metall-Austausch, um die funktionelle Gruppe schliesslich an gewünschter Stelle zu positionieren. Hierbei wird in einem ersten Schritt ein Halo-

¹ Universität Bern

5/2021

Bild 2: Die Reaktion läuft bei Raumtemperatur und liefert nach vierzig Minuten eine Ausbeute von 99 Prozent. Die Zwischenprodukte sind nicht abgebildet.

genatom, z. B. Brom, an die entsprechende Position des Ringsystems angebracht. Im nächsten Schritt wird mittels spezieller metallorganischer Reagenzien, das heisst Verbindungen mit mindestens einer Metall-

Kohlenstoff-Bindung, das Br-Atom dann gegen das Metallatom, z. B. Magnesium, ausgetauscht. Anschliessend kann das MgAtom schliesslich durch die funktionelle Gruppe ersetzt werden. 11

CHEMIE

Gesteigerte Reaktivität Interessanterweise ergeben sich synergistische Effekte, eine gesteigerte Reaktivität und veränderte Reaktivitätsprofile, wenn die organometallischen Reagenzien zusammen mit Alkali-Alkoholaten eingesetzt werden. So aktivieren etwa Lithium-Alkoholate (LiOR) das metallorganische Reagenz Di-sec.-Butylmagnesium (sBu2Mg), das wiederum bei Brom-haltigen Aromaten einen Mg/Br-Austausch ermöglicht (siehe Reaktionsgleichung, Bild 2). Das Team um Eva Hevia von der Universität Bern hat diesen Reaktionstyp (Bild 2) nun genauer beleuchtet. Dabei analysierten die Chemiker die auftretenden organometallischen Zwischenprodukte (nicht in der Reaktionsgleichung abgebildet). «Wir fanden ein komplexes Gleichgewicht zwischen verschiedenen bimetallischen Spezies», so Hevia. «Schlüsselkomponenten sind zwei verschiedene Zwischenprodukte des Br/Mg-Austauschs, die vom Substitu-

tionsmuster des aromatischen Substrats abhängen.»

Neuartiges Gleichgewicht Detaillierte NMR-spektroskopische Studien ergaben, dass das Herzstück der Reaktion ein neuartiger Typ eines sogenannten Schlenk-Gleichgewichts zwischen zwei bimetallischen Zwischenprodukten – Lithium-Magnesiaten – ist, die nicht nur verschiedene Sätze von Liganden tragen, sondern auch verschiedene Li:Mg-Verhältnisse aufweisen. Überraschenderweise konnte ein «in situ» erzeugtes alkylreiches Lithium-Magnesiat als die aktive Spezies beim Mg/Br-Austausch identifiziert werden. «Unsere Erkenntnisse vertiefen das Verständnis des ‹modus operandi› dieser faszinierenden bimetallischen Systeme», so Hevia, «die neuen Wege zu neuen interessanten synthetischen Anwendungen ebnen könnten.»

Originalpublikation Dr. Leonie J. Bole, Neil R. Judge, Prof. Dr. Eva Hevia, «Untangling the Complexity of Mixed Lithium/Magnesium Alkyl/Alkoxy Combinations Utilised in Bromine/Magnesium Exchange Reactions», Angewandte Chemie (2021); https://doi.org/10.1002/ ange.202016422 Quelle: Angewandte Chemie

Kontakt Prof. Dr. Eva Hevia Department für Chemie, Biochemie und Pharmazie Universität Bern Freiestrasse 3 CH-3012 Bern +41 31 631 42 41 eva.hevia@dcb.unibe.ch www.dcb.unibe.ch

Platform for Chemistry, Pharmacy and Biotechnology

19. bis 21. Oktober 2021 | Messe Basel | ilmac.ch

19. – 2

1.10.2

021

Jetzt registrieren: www.ilmac.ch/registration

5/2021

BIOWISSENSCHAFTEN

Melanin

Das schwarze Gold der Pilze Forschenden der Empa ist es gelungen, das Pigment Melanin in grossen Mengen aus Pilzen zu gewinnen. Der gigantische Hallimasch-Pilz im Dienste der Wissenschaft gehört zu den grössten Lebewesen der Welt. Die Anwendungen des «schwarzen Goldes» sind breit. Sie reichen von Holzschutzmitteln bis zum Bau von Musik instrumenten und Wasserfiltern.

Andrea Six ¹

Bilder: Empa

Seine Eigenschaften sind verblüffend und seine Anwendungen entsprechend vielfältig: Das Pigment Melanin, das beispielsweise die menschliche Haut vor schädigenden UV-Strahlen schützt (und uns eine sommerliche Bräune beschert), ist eine wahre Fundgrube für neue Materialien und Technologien. Zwar kommt der Wunderstoff in der Natur vor, im industriellen Massstab konnte das komplexe Biopolymer jedoch bis jetzt nur in teuren und aufwändigen Prozessen, bei denen nicht alle Eigenschaften reproduzierbar sind, künstlich hergestellt werden. Bild 1: Zorn in der Petrischale: Pilzkultur von Armillaria cepistipes. Dunkle Areale enthalten besonders viel Melanin.

Ein Pigment gegen Umweltstress «Melanin» ist ein Oberbegriff für eine grosse Gruppe von farbgebenden Substanzen. Das Pigment Melanin verleiht unseren Haaren, Augen und der Haut ihre Farbe. Es kommt in Vogelfedern, Schafwolle und in der Tinte von Tintenfischen vor. Zudem verfügen Pflanzen, Pilze und selbst Bakterien über den Wunderstoff. Seine Aufgabe: den Organismus vor Stress aus der Umwelt schützen. Das Nachdunkeln der Haut bei Sonneneinstrahlung ist ein Beispiel dafür. Pilzen wiederum verleiht das Melanin eine noch erstaunlichere Fähigkeit: Sie können dank Melanin sogar Radioaktivität zur Energieerzeugung im eigenen Stoffwechsel nutzen.

¹ Empa, Dübendorf

5/2021

Um ein Vielfaches teurer als Gold Auch Prozesse, natürliches Melanin aus Mikroorganismen zu gewinnen, zeigten bisher eine geringe Ausbeute. Nicht verwunderlich also, dass die Substanz um ein Vielfaches teurer ist als Gold. Forschende der Empa haben nun Pilze dazu gebracht, das «schwarze Gold» in einem einfachen und hochskalierbaren Verfahren herzustellen. «Melanin verhält sich äusserst stabil gegenüber Umwelteinflüssen und ist nicht nur als Pigment, sondern auch weit darüber hinaus für die Entwicklung innovativer Komposit-Materialien interessant», sagt Francis Schwarze von der Empa-Abteilung «Cellulose & Wood Materials».

Der Melanin-Produzent im Wald Auf der Suche nach einfacheren, günstigeren Verfahren zur Herstellung von na-

Bild 2: Schwarz wie Ebenholz: Tine Kalac wertet gewöhnliches Fichtenholz mit Melanin auf.

türlichem Melanin in grossen Mengen stiessen Schwarze und sein Team auf einen Pilz, der eigentlich als Pflanzenschädling im Wald zu finden ist: Armillaria cepistipes, der zwiebelfüssige Hallimasch. Sein erstaunlicher Stoffwechsel bindet Schwermetalle, lässt Holz im Dunkeln leuchten – und produziert Melanin. Und zwar massenhaft. «Wir haben eine viel13

BIOWISSENSCHAFTEN

versprechende Linie des Hallimasch-Pilzes selektiert, die mit unserer Technologie nun rund 1000-mal so viel Melanin produziert wie andere Mikroorganismen, mit denen die Pigmentherstellung bereits versucht wurde», so Schwarze. Der Trick: Der ausgewählte Pilzstamm lebt in einer Nährflüssigkeit und gibt das Melanin in die Umgebung ab. «Dieses System ermöglicht nun eine nachhaltige Produk tion, die keine aufwendigen Extraktionsschritte mehr benötigt wie bisherige mikrobiologische Prozeduren», erklärt Javier Ribera, der massgeblich an dem Verfahren beteiligt ist. Nach drei Monaten habe ein Liter Hallimasch-Kultur bereits rund 20 Gramm Melanin erzeugt. Bild 3: Vom Erreger der Weissfäule, Physisporinus vitreus, befallenes Holz.

Filter für Wassereinigung Die erleichterte und nachhaltige Produktion von Melanin ermöglicht es den Forschenden nun, Projekte zur Entwicklung innovativer Materialien voranzutreiben. Darunter ist beispielsweise ein System zur Wasserreinigung: Da Melanin in der Lage ist, Schwermetalle zu binden, kann es für die Entwicklung neuartiger Wasserfilter genutzt werden. «Wir haben das organische Melanin in künstliche Polymere wie Polyurethan integriert», erklärt die Forscherin Anh Tran-Ly. Mittels Elektrospinnen wurde das Polymergemisch in feinsten Fasern zu Membranen versponnen Bis zu 94 Prozent

Blei lassen sich mittels der Melanin-basierten Komposit-Membranen aus verschmutztem Wasser entfernen, fand das Team heraus.

Schwarz wie Ebenholz In der Natur setzen Pilze die Melaninpigmentierung unter anderem dazu ein, sich vor konkurrierenden Organismen zu schützen, die aus der Umgebung eindringen. Mit einer neuen Technologie lässt sich der färbende Stoff nun auch verwenden, um viel grössere Lebensgemeinschaften vor menschlichem Einfluss zu schützen: Mit Melanin lassen sich tropische Wälder schonen, in denen das wertvolle Ebenholz wächst. Tropisches Ebenholz gilt auch wegen seiner einmaligen dunklen Farbe als besonders kostbar. Ein nachhaltiger Prozess, der gewöhnliches einheimisches Fichtenholz zu einem optisch ebenso attraktiven Produkt aufwertet, lässt vulnerable Tropenwälder aufatmen. «Wenn Fichtenholz in eine Melanin-Suspension eingelegt wird, lässt sich ein tiefdunkles Holz erzeugen, dass farblich mit Ebenholz vergleichbar ist», sagt Forscher Tine Kalac (siehe Bild 2).

Helfender Trick aus der Pilzkiste Damit die schwarze Einfärbung das Holz besser durchdringen kann, griffen die Forschenden zu einem weiteren Trick aus ihrer Pilzkiste: Der wässrige Porling, Physispori14

nus vitreus, ist als Erreger der Weissfäule ebenfalls ein Holzschädling. Schwammartig wächst er auf Bäumen und zersetzt das stützende Lignin im Holz (Bild 3). Mit einem eigens an der Empa entwickelten Verfahren wird das Holz nun gerade so lange mit dem Weissfäule-Pilz behandelt, dass die Melaninsuspension tief in die Holzstrukturen eindringen kann, das Holz aber noch stabil bleibt.

Serpentino – ein besonderes Instrument Da der Hallimasch-Pilz Melanin als Waffe gegen Artgenossen einsetzt, liegt es nahe, diesen Schachzug auch einzusetzen, um Holz vor Schadpilzen zu schützen. Um einen Melanin-basierten Holzschutz zu entwickeln, sind die Forschenden der Empa an einem kürzlich gestarteten, interdisziplinären Forschungsprojekt beteiligt, das von Innosuisse, der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung, unterstützt wird. Sie wollen ein historisches Blasinstrument, den Serpentino (auf Deutsch: kleine Schlange), nachbauen. Partner des Projekts ist neben der Fachhochschule Nordwestschweiz und dem Historischen Museum Basel das Unternehmen SBerger Serpents in Le Bois (JU), das für die praktische Umsetzung des Forschungsvorhabens zuständig ist. Firmengründer Stephan Berger ist begeistert von der Wiedergeburt des seltenen Instruments: «Der Serpentino wurde vor über 400 Jahren verwendet und stand Pate für 5/2021

Bild: Xavier Voirol

BIOWISSENSCHAFTEN

Bild 4: Stephan Berger mit dem Serpentino: eigentümliche Gestalt mit berührendem Klang.

moderne Instrumente wie das Saxofon und die Tuba», erklärt er. Es sei zwar eine spielerische Herausforderung für die Musizierenden, das Instrument zu meistern, der Klang sei dafür aber unvergleichlich, schwärmt Berger. «Der Serpentino erzeugt Klänge, die reich an Obertönen und sehr berührend sind.» Ursprünglich sei das

Blasinstrument in Kirchen zur Unterstützung des Gesangs eingesetzt worden, da es die Register der menschlichen Stimme abdecke und so einen Chor «stützen» könne, erzählt der passionierte Instrumentenbauer. Obwohl heute ein Trend zur historisch informierten Aufführungspraxis dazu führt, dass der Serpentino begehrt ist, kann Berger seine Kunden nicht mit Instrumenten beliefern: Die eigentümlich geschwungenen Originalinstrumente sind rar geworden. Denn im Inneren der NussbaumholzSchlange entsteht nicht nur ein unvergleichlicher Klang – es tobt auch ein Krieg: Das Kondenswasser aus der Atemluft der Musiker schafft ein feuchtes Mikroklima, das hervorragende Bedingungen für das Wachstum von allerlei Schädlingen liefert. Und so zersetzen Mikroben und Pilze die jahrhundertealten Instrumente und zerstören die letzten Originalexemplare nach und nach. Vor diesen Schäden sollen die originalgetreuen Serpentino-Nachbauten des

Forschungsprojekts nachhaltig geschützt werden. Hier kommt das Melanin der Forschenden an der Empa ins Spiel: «Wenn wir eine Melanin-basierten Holzschutzimprägnierung einsetzen können, lassen sich nicht nur die neugebauten Serpentinos vor dem Verfall retten», sagt Berger. Auch andere Holzblasinstrumente, die heute mit einheimischen, weniger resistenten Hölzern gebaut werden, könnten von einer derartigen Schutzschicht profitieren. Daher sei die Zusammenarbeit mit dem Empa-Team für den Instrumentenbau in doppelter Hinsicht spannend. Kontakt Prof. Dr. Francis Schwarze Empa Cellulose & Wood Materials Ueberlandstrasse 129 CH-8600 Duebendorf +41 58 765 72 47 francis.schwarze@empa.ch www.empa.ch

Das Messmodul Kuhner TOM Transfer-Rate Online Measurement Das modulare Online-Mess-System zur Bestimmung der Sauerstoff- und Kohlendioxidtransferrate sowie des respiratorischen Quotienten in bis zu 16 * unabhängigen Schüttelkolben gleichzeitig. Der Kuhner TOM kann in jeden Kühner Schüttelinkubator oberhalb der Schüttelkolben eingebaut werden. Die von Kuhner TOM erfassten OTR-, CTR- und RQ-Daten beschleunigen die Prozessentwicklung und vereinfachen das Scale-Up. Mehr Infos auf: www.kuhner.com

Kuhner Kelvin+

Kuhner TOM *im Kuhner Kelvin+ bis zu 8 Schüttelkolben gleichzeitig

shakes reliably, shakes a lifetime

5/2021

BIOWISSENSCHAFTEN

Die Quartärstruktur

Wie ein Proteinkomplex entsteht Eiweisse können hochkomplexe Strukturen aufweisen. Beispielsweise besteht das Kernporenprotein einer Hefezelle aus rund 30 Proteinen, die sich selbst zusammengefügt haben. Forschende der ETH haben eine Methode entwickelt, mit der sie erstmals detailliert den Ablauf des Zusammenbaus von grossen Proteinkomplexen untersuchen können. Als Fallbeispiel nahmen die Forschenden den Kernporenkomplex von Hefezellen.

Von Stoffwechselanalysen inspiriert Ihre neue Methode nennen die Forschenden «Kinetic analysis of incorporation rates in macromolecular assemblies» – kurz: Karma. Angelehnt ist «Karma» an Methoden zur Untersuchung von Stoffwechselvorgängen. Um den Metabolismus zu erforschen, nutzten Wissenschaftler schon

¹ ETH Zürich

Hefe ist nicht nur in der Backstube beliebt, auch die Biologie schätzt sie seit jeher als Untersuchungsobjekt.

seit langer Zeit radioaktiven Kohlenstoff, mit dem sie beispielsweise Glukosemoleküle markieren. Zellen nehmen diese auf und wandeln sie in ihrem Stoffwechsel um. Dank der radioaktiven Markierung können Forschende nachverfolgen, wo und zu welcher Zeit die Glukosemoleküle oder ihre Stoffwechselprodukte auftreten.

Markierte Aminosäuren «Diese Art von Untersuchungen hat uns dazu inspiriert, die Zusammensetzungsreaktionen von Proteinkomplexen nach einem ähnlichen Prinzip zu erforschen», erklärt Weis. Und zwar nutzen die Forschenden markierte Aminosäuren, die Grundbausteine von Proteinen, die isotopisch schwerere Kohlenstoff- und Stickstoff- Varianten enthalten. In eine Kultur von Hefezellen ersetzen die Forschenden die leichten Aminosäuren durch ihre schwereren Gegenstücke. Bei der Synthese von Proteinen verwenden die Hefen dann diese schweren Aminosäuren, was

Bild: Roger Bieri

Zellen stellen eine grosse Anzahl verschiedener Proteinkomplexe her, die ihrerseits aus einer Vielzahl von Einzelproteinen zusammengesetzt sind. Solche Proteinkomplexe wie etwa Ribosomen regulieren fast alle lebenswichtigen biologischen Funktionen einer Zelle. Mittlerweile ist es Biologen und Biologinnen gelungen, die Struktur vieler dieser Proteinkomplexe zu bestimmen. Wenig erforscht ist hingegen, wie sich solche Komplexe aus Einzelproteinen zusammenfügen und mit der Zeit verändern. Mit gängigen Ansätzen konnten Wissenschaftler den genauen Ablauf dieser Reaktionen in Zellen kaum untersuchen, gerade was grosse Komplexe betrifft. Einen neuen Ansatz präsentiert nun eine Gruppe von Forschenden um Karsten Weis und seinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Evgeny Onischenko am Institut für Biochemie der ETH Zürich. Mit dieser Methode ist es möglich, die Dynamik von Zusammensetzungsreaktionen jeglicher Proteinkomplexe, auch sehr grosser, zeitlich hochaufgelöst nachzuverfolgen. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift «Cell».

Bild: Adpic

Peter Rüegg ¹

Schematische Darstellung: Die RNA (rosarot) tritt aus dem Zellkern durch eine Pore in die Zellflüssigkeit. Dort liefert sie als BotenRNA die Rohdaten für die Herstellung neuer Proteine.

sich auf das Molekulargewicht der neu hergestellten Proteine auswirkt.

Das «Alter» eines Proteins Die Forschenden entfernen in regelmässigen Zeitintervallen Hefezellen aus den Kulturen, um Proteinkomplexe zu isolieren. Mittels Massenspektrometrie messen die Wissenschaftler den winzigen Gewichtsunterschied zwischen Molekülen mit 5/2021

DAMPFSTERILISATOREN schwereren Aminosäuren und solchen ohne. Das gibt einen Aufschluss über das «Alter» eines Proteins in einem Komplex. Vereinfacht gesagt gilt: Je älter ein Protein ist, desto früher wurde es in den Komplex eingebaut. Mittels kinetischer Modelle können die Forscher aus diesen Altersunterschieden schliesslich die genaue Reihenfolge des Aufbaus eines Proteinkomplexes rekonstruieren.

Fallbeispiel: Komplex mit 30 Proteinen Als Fallbeispiel, um ihre Methode zu validieren, wählten Weis und seine Mitarbeitenden den Kernporenkomplex von Hefezellen. Dieses Gebilde umfasst 500 bis 1000 Bauteile aus rund 30 unterschiedlichen Proteinen, die jeweils mehrfach vorkommen. Damit ist diese Struktur einer der grössten bekannten Proteinkomplexe überhaupt. Mithilfe von «Karma» konnten die Biochemiker detailliert aufschlüsseln, wann welche Module eingebaut werden. Die Forschenden entdeckten unter anderem ein hierarchisches Prinzip: Einzelne Proteine bilden innert kürzester Zeit Untereinheiten, die sich dann ausgehend vom Zentrum bis zur Peripherie in einer bestimmten Sequenz zusammensetzen.

Langlebiges Grundgerüst «Wir konnten nun erstmals zeigen, dass einige Proteine sehr schnell für den Bau des Porenkomplexes verwendet wurden. Andere hingegen wurden erst nach einer Stunde in den Komplex eingebaut. Das dauert erstaunlich lange», sagt Weis. Eine Hefezelle teilt sich alle 90 Minuten. Für den kompletten Aufbau des so wichtigen Porenkomplex heisst das also, dass eine Hefezelle hierfür fast eine ganze Generation benötigt. Weshalb der Zusammenbau neuer Poren bezogen auf den Vermehrungszyklus der Hefe so lange dauert, ist nicht bekannt. Die Biologen zeigen zudem, dass die Pore – ist sie einmal fertig – sehr stabile und langlebige Bestandteile hat, wie etwa das innere Grundgerüst, in dem während der Lebenszeit kaum Bauteile ausgewechselt werden. Proteine an der Peripherie des Kernporenkomplexes werden hingegen häufig ausgetauscht. 5/2021

Defekte Kernporen begünstigen Krankheiten Kernporen gehören zu den wichtigsten Proteinkomplexen in Zellen. Sie sind verantwortlich für den Austausch von Stoffen und Molekülen zwischen dem Zellkern und dem Zellsaft. Kernporen transportieren beispielsweise Boten-RNA aus dem Zellkern hinaus. Die Zellmaschinerie ausserhalb des Zellkerns braucht diese Moleküle als Bauplan für neue Proteine. Kernporen sind zudem direkt oder indirekt an Krankheiten des Menschen beteiligt. So spielen Veränderungen an der Kernpore und ihrer Proteine bei Leukämien, neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer oder bei Diabetes eine Rolle. «Generell ist es allerdings nicht gut verstanden, weshalb Defekte an der Pore zu diesen Krankheitsbildern führen», sagt Weis. Mit «Karma» könnten solche Fragen künftig besser angegangen werden.

Vielseitig nutzbare Plattform «Obwohl wir ‹Karma› in dieser Arbeit nur auf einen einzigen Proteinkomplex angewendet haben, sind wir begeistert über zukünftige Anwendungsmöglichkeiten, und unsere Methode erlaubt es nun, die zeitlichen Abläufe von vielen biologischen Prozessen zu entschlüsseln», betont der Professor. Mit dieser Technik lassen sich molekulare Ereignisse untersuchen, die während des Infektionszyklus von Viren auftreten. Das könnte dann helfen, neue Wirkstoffkandidaten zu finden, die den Infektionszyklus unterbinden. Zudem kann die neue Methode über Proteine hinaus auf andere Biomoleküle wie RNA oder Lipide erweitert werden. Originalpublikation E. Onischenko, «Maturation Kinetics of a Multiprotein Complex Revealed by Metabolic Labeling», Cell (2020); DOI: 10.1016/ j.cell.2020.11.001 Kontakt ETH Zürich Rämistrasse 101 CH-8092 Zürich +41 44 632 42 44 news@hk.ethz.ch www.ethz.ch/news

• Instrumentenaufbereitung im Krankenhaus • Infektiöse Labor- und Klinikabfälle • Für das mikrobiologische Labor • Steril-, Pharma- und Medizinprodukte • Gentechnisch veränderte Stoffe

EXCELLENCE IN AUTOCLAVES • Schnellkühlen von Flüssigkeiten • Kammervolumina 25 - 200 Liter • Integrierter Doppelmantel • Kondensatsterilisation • Vor-/Nachvakuum • Abluftfiltration • Stand- und Tischgeräte

MAGNETRÜHRER • 100% verschleiß- und wartungsfrei • Entwickelt für den Dauerbetrieb • Rührvolumen von 1 ml bis 1.000 Liter • Mehrstellenrührer bis 96 Rührstellen • Tauchbare Magnetrührer • Heizbar bis +200 °C • Sonderanfertigungen auf Anfrage

sterico AG

Tel. 043 255 99 09 Fax 043 255 99 08

www.sterico.ch 17 info@sterico.ch

LABOR

Moleküle detektieren

Ein Smartphone als Analysegerät Um Krankheiten zu erkennen, spielen Biomarker eine zentrale Rolle. Dazu zählen beispielsweise Gene, Proteine, Hormone, Lipide oder andere Moleküle. Sie kommen im Blut, im Liquor, im Urin oder in unterschiedlichen Gewebetypen vor – haben aber eine Gemeinsamkeit: Ihre Konzentration ist sehr gering, was den Nachweis technisch anspruchsvoll macht. Doch Chemiker zeigen, wie eine simple Handykamera Moleküle detektieren kann.

Bild: Envato

Viele Verfahren arbeiten mit molekularen Sonden, die an Biomarker binden. Das können beispielsweise Antikörper oder Nukleinsäuren, sprich kurze Abschnitte des Erbguts, sein. Erkennen Sonden einen Biomarker, binden sie daran. Über chemische oder physikalische Reaktionen entstehen Fluoreszenzsignale. Solche Verfahren funktionieren, falls ihre Sensitivität hoch genug ist. Das heisst, sie erkennen einen hohen Prozentsatz aller Patienten, die diese Biomarker im Blut tragen. Ausserdem müssen die entstehenden Signale verstärkt werden, um die Tests in der Praxis bei der patientennahen Diagnostik einsetzen zu können. Ziel ist, Untersuchungen direkt beim Patienten durchzuführen, ohne viel Zeit zu verlieren, weil die Proben erst in ein entferntes Labor geschickt werden müssen.

Molekulare Antennen verstärken Fluoreszenzsignale

Bereits heute besitzen die Smartphones recht gute Kameras. Mit einigen technischen Kniffs lassen sich, wie mit einem Smartphone-Mikroskop, Biomarker im Blutserum detektieren.

Der Wissenschaftler Philip Tinnefeld, Inhaber eines Lehrstuhls für Physikalische Chemie an der Universität München, hat eine Strategie entwickelt, um Biomarker in niedriger Konzentration nachzuweisen. Ihm ist es gelungen, DNA-Sonden mit kleinsten Gold- oder Silberteilchen zu verknüpfen. Zwei Partikel, Dimer genannt, wirken als Nanoantenne und verstärken Fluoreszenzsignale. Das geht so: Wechsel-

wirkungen zwischen den Nanopartikeln und den Lichtwellen intensivieren elektromagnetische Felder, was zu einer enormen Verstärkung der Fluoreszenz führt. Damit gelingt es etwa, Bakterien mit Antibiotikaresistenzgenen oder auch Viren nachzuweisen. «DNA-basierte Nanoantennen sind schon seit einigen Jahren bekannt», sagt Kateryna Trofymchuk, eine

der Erstautorinnen der Studie. «Aber die Herstellung dieser Nanostrukturen blieb eine grosse Herausforderung.» Der Arbeitsgruppe von Tinnefeld ist es gelungen, Bestandteile ihrer Nanoantenne präziser anzuordnen und DNA-Moleküle, die als Fänger-Sonden fungieren, am Ort der Signalverstärkung zu platzieren. Dadurch wird das Fluoreszenzsignal wirk-

5/2021

LABOR

samer verstärkt. Gleichzeitig können in diesem winzigen Volumen im ZeptoliterBereich (das entspricht 10–21 Litern) immer noch Biomarker-Moleküle eingefangen werden. Dieses Mass an Positionskontrolle wurde durch die DNA-Nanotechnologie ermöglicht, eine Technik, die die bekannten strukturellen Eigenschaften der DNA nutzt, um alle möglichen unterschiedlichen Objekte im Nanobereich zu bauen – und zwar in grossem Massstab. «In einer Charge können wir gleichzeitig Billionen dieser Nanoantennen herstellen, und zwar mit einem Verfahren, das im Wesentlichen aus dem Zusammenpipettieren mehrerer Lösungen besteht», berichtet Trofymchuk.

Routinediagnostik per Smartphone «In Zukunft», so Viktorija Glembockyte, die andere Erstautorin der Veröffentlichung,

«könnten Forscher unsere Technologie für diagnostische Tests auch in Gegenden einsetzen, in denen der Zugang zu Elektrizität oder Laborausrüstung begrenzt ist. Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, kleine DNA-Fragmente direkt im Blutserum zu detektieren, während der gesamte Assay auf einem tragbaren, selbst-entwickelten Smartphone-Mikroskop lief, das von einer herkömmlichen USB-Powerbank mit Strom versorgt wurde», sagt Glembockyte. In neueren Smartphones befinden sich meist recht gute Kameras. Ansonsten benötigt man nur einen Laser und eine Linse: zwei preisgünstige, gut verfügbare Komponenten. Daraus haben die Wissenschaftler ihren Prototypen konstruiert. Exemplarisch testeten sie auf DNA-Fragmente, die spezifisch für Antibiotikaresistenzen in Bakterien sind, aber der Assay könnte leicht an eine Fülle anderer interessanter Ziele angepasst werden, um beispielsweise Viren zu detektieren. Tinnefeld

ist optimistisch: «Das vergangene Jahr hat gezeigt, dass es immer Bedarf an neuen innovativen Diagnosemethoden gibt, und vielleicht kann unsere Technologie eines Tages dazu beitragen, einen preiswerten und zuverlässigen diagnostischen Assay bereitzustellen, der sogar zu Hause durchgeführt werden kann.» Originalveröffentlichung K. Trofymchuk et al., «Addressable nanoantennas with cleared hotspots for single-molecule detection on a portable smartphone microscope», Nature Communication (2021); https://www.nature. com/articles/s41467-021-21238-9 (Zugriff am 11.03.2021)

Medienmitteilung Universität München www.lmu.de

Der funktionale Allround-Thermostat für den Laboralltag Keine Kompromisse. Die CORIO Modelle bieten das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für Ihre täglichen Temperieraufgaben im Labor. Entwickelt mit zukunftsweisenden Technologien, nach höchsten Qualitätsstandards und mit allen Kernfunktionen für eine interne Temperierung. Präzision garantiert.

Alle Modelle entdecken www.julabo.com/corio

5/2021

MEDIZIN

Versteckspiel führt zu höheren Medikamentenpreisen

Geheime Machenschaften hinter den Kulissen Bei der Festsetzung von Medikamentenpreisen handeln Behörden und Pharmafirmen oftmals geheime Rabatte aus. Solche Rabattsysteme können den Zugang von Arzneimitteln für Patientinnen und Patienten beeinträchtigen, zeigt eine Studie der Universität Zürich im Wissenschaftsmagazin «The Lancet Regional Health». Mittelfristig kann diese Praxis sogar zu steigenden Arzneimittelpreisen führen.

In der Schweiz und anderen europäischen Ländern sind Arzneimittelpreise reguliert, um die Kosten besser eindämmen zu können. In den letzten Jahren haben zahlreiche europäische Länder Rabattmodelle bei Arzneimitteln eingeführt, die mit dem Hersteller ausgehandelten Rabatte jedoch meist geheim gehalten. Dies bedeutet, dass ein Land grundsätzlich zwei Arzneimittelpreise hat – einen offiziellen, höheren Preis sowie einen tatsächlichen, tieferen Preis.

Im internationalen Vergleich wird jedoch regelmässig der höhere angegeben. Auch die Schweiz hat solche Rabatte, die vermehrt geheim bleiben, eingeführt und möchte diese Praxis nun auch gesetzlich verankern. Derzeit läuft die Revision des Krankenversicherungsgesetzes. Nationale Behörden und Arzneimittelhersteller rechtfertigen diese Intransparenz damit, dass diese Strategie einen schnellen Zugang zu innovativen und hochpreisigen Arzneimitteln ermögliche und zudem Kosten gespart werden könnten. Im Rahmen einer empirischen Analyse hat das Forschungsteam um Professorin Kerstin N. Vokinger diese Argumente nun untersucht.

Arzneimittel mit dürftigem Nutzen Die Wissenschaftler an der Universität Zürich identifizierten 51 Arzneimittel, denen zwischen Januar 2012 und Oktober 2020 in der Schweiz Rabatte gewährt wurden. 32 dieser Arzneimittel waren Krebsmedikamente (63 Prozent). Basierend auf ei20

Bild: Envato

Verdeckte Praxis legalisieren?

Nicht erst seit den neuen Corona-Impfstoffen wird unter Ausschluss der Öffentlichkeit über Medikamentenpreise verhandelt.

nem anerkannten Nutzenbewertungssystem wiesen nur 15 der 51 Arzneimitteln (29 Prozent) einen hohen Nutzen auf, 25 (49 Prozent) hatten einen tiefen Nutzen. Für 11 Medikamente (22 Prozent) konnte der Nutzen nicht bestimmt werden. Damit zeigt sich, dass nicht nur innovativen Arzneimitteln Rabatte gewährt werden. Insgesamt haben solche Rabattsysteme in den letzten Jahren stark zugenommen. Zudem gab es in diesem Verfahren eine grosse Varianz bei den Preisen und den gewährten Rabatten: Bei den Medikamenten mit gewährtem Rabatt handelt es sich nicht nur um hochpreisige Arzneien. Vielmehr reichten die Monatskosten solcher Therapien von ungefähr 3000 bis 35 000 Franken. Auch bei den transparent ausgewiesenen Rabatten gab es eine grosse Bandbreite von 4 bis 58 Prozent Preisreduktion.

Längere Verfahren und steigende Preise Das Schweizer Verfahren zur Preisfestsetzung dauerte bei Arzneimitteln mit Rabatt mehr als doppelt so lang, im Median rund 302 Tage. Bei Arzneimitteln ohne Rabatt wurde dagegen der Preis im Median bereits nach 106 Tagen verbindlich festgelegt. «Unsere Studienergebnisse zeigen, dass Medikamente, denen ein Rabatt gewährt wird, den Zugang für Patienten beeinträchtigen können – auch weil solche Rabattsysteme zumindest mittelfristig zu steigenden Arzneimittelpreisen führen können», erklärt Studienleiterin Vokinger. Dies gilt umso mehr, als bei der Preisfestsetzung der sogenannte «Auslandpreisvergleich» ein massgebendes Kriterium in fast allen europäischen Ländern ist. Dieses regulatorische Instrument hat zum Ziel, 5/2021

MEDIZIN

Der klinische Nutzen von Arzneimitteln mit Rabatt Grafiken: [1] , bearbeitet von Roger Bieri

Der klinische Medikamente Nutzen von Arzneimitteln mit mit hohem Nutzen RabattMedikamente mit 29% tiefem Nutzen 49% Nutzen nicht bestimmbar 22% mit Medikamente hohem Nutzen Medikamente mit 29% tiefem Nutzen 49% Nutzen nicht bestimmbar 22%

Rabatte verzögern den Zugang zu den

Beinahe die Hälfte aller Medikamente mit Rabatt weisen einen geringen klinischen Nutzen auf. Medikamenten

Dauer bis zur Preisfestsetzung (im Median) Dauer bis zur Preisfestsetzung (im Median)

Rabatte verzögern den Zugang zu den Medikamenten

Tage ohne Rabatt

Tage mit Rabatt

100

150

200

250

300

350

100

150

200

250

300

350

Tage mit Rabatt

Das Schweizer Verfahren zur Preisfestsetzung dauert bei Arzneimitteln mit Rabatt mehr als doppelt so lang, im Median rund 302 Tage.

dass die Arzneimittelpreise in der Schweiz ähnlich sein sollen wie in vergleichbaren Ländern. Die Strategie von geheimen Rabatten führt jedoch dazu, dass der offizielle, höhere Preis als Referenz gilt. Somit orientieren sich alle Länder am höheren Preis – und damit besteht die Gefahr, dass die Arzneimittelpreise generell in die Höhe getrieben werden.

Transparente Zusammenarbeit gefordert «Die zunehmende Intransparenz dient nicht der Gesellschaft oder den Patienten», ist Vokinger überzeugt. Nur transparente Arzneimittelpreise, welche die Realität widerspiegeln, würden eine funktionierende Preisregulierung ermöglichen. Gefordert wird dies auch in der WHO-Resolution, die von der Schweiz unterstützt wird. Eine stärkere Zusammenarbeit zwischen den 5/2021

einzelnen europäischen Ländern könnten den nationalen Behörden helfen, besser informierte Entscheide bei der Festsetzung der Medikamentenpreise zu treffen. «So könnte auch der Zugang der Patienten zu innovativen Therapien gestärkt werden», erklärt Vokinger. Originalpublikation [1] David L. Carl, Kerstin N. Vokinger, «Patients’ Access to Drugs with Rebates in Switzerland – Empirical Analysis and Policy Implications for Drug Pricing in Europe», The Lancet Regional Health (2021); DOI: 10.1016/j.lanepe.2021.100050

KÄLTETECHNIK FÜR EXTREME EINSATZFÄLLE INDIVIDUELLE LÖSUNGEN FÜR TIEFSTTEMPERATUREN BIS -110 °C • Tieftemperatur-Flüssigkeitskühler • Tieftemperatur-Pharmalagerung • Tieftemperatur-Plattenfroster • Bodengefrieranlage • Umweltsimulationskammer • Kältetherapieanwendung • Gummi-Entgratungsanlage • Stahl-Tieftemperaturkühlung • Gefriertrocknung • Pulverlacktrocknung

Auch in ATEX und mit förderfähigen natürlichen Kältemitteln verfügbar!

Medienmitteilung Universität Zürich www.uzh.ch

L&R Kältetechnik GmbH & Co.KG Hachener Str. 90a-c · 59846 Sundern T +49 2935 9652 0 · info@lr-kaelte.de www.lr-kaelte.de 21

MEDIZIN

Die Tricks der Erreger gegen Antibiotika

Wie sich Bakterien tot stellen Auch ohne Resistenz können Bakterien eine Antibiotikabehandlung überstehen: Sie verlangsamen ihren Stoffwechsel und überleben so den Angriff der Antibiotika «im Schlaf». Ein vom Schweizerischen Nationalfonds gefördertes Forschungsteam fand heraus, was sich in den Bakterien verändert, wenn sie sich in den Zustand der Persistenz versetzen.

Bild: CC-BY-NC-ND: Endre Hor vath

Resistente Bakterien entziehen sich der Wirkung von Antibiotika, indem sie unempfindlich werden, zum Beispiel, indem sie Antibiotika abbauen. Es gibt aber noch eine andere Überlebensstrategie für Bakterien: Sie versetzen sich in einen schlafähnlichen Zustand, um eine Behandlung mit Antibiotika auszuhalten – sie werden persistent. Nach Abschluss der Therapie erwachen sie zu neuem Leben und verursachen wiederkehrende, schwer zu behandelnde Infektionen. Forschende haben mit Unterstützung des Schweizerischen Nationalfonds (SNF) neue Erkenntnisse zu dieser Bakterienpopulation gewonnen und könnten damit den Weg zu wirksamen Behandlungen ebnen. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift «Pnas» erschienen.

Schlafen in der Petrischale Das Forschungsteam arbeitete in dieser Studie mit dem Bakterium Staphylococcus aureus, das bei vielen Menschen auf der Haut vorkommt und häufig invasive und schwer zu behandelnde Infektionen hervorruft. Von einem infizierten Patienten haben die Forschenden Bakterien entnommen und in Petrischalen kultiviert. Es

Forschungsförderung in allen Disziplinen Diese Forschungsarbeit wurde vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) mit dem Instrument der «Projektförderung» unterstützt. Nach einem Auswahlverfahren können Forschende mit diesen Beiträgen Vorhaben zu selbst gewählten Themen und Forschungszielen eigenverantwortlich durchführen.

Persistente Bakterien verursachen wiederkehrende, schwer behandelbare Infektionen. Eine Laborantin zählt die Bakterienkolonien auf einer Petrischale.

zeigte sich, dass gewisse Bakterienkolonien kleiner waren als die anderen. «Daran erkennen wir, dass persistente Bakterien in der Probe sind», erklärt Annelies Zinkernagel, Professorin für Infektiologie an der Universität und dem Universitätsspital Zürich und eine der Autorinnen des Artikels. «Persistente Bakterien müssen im Gegensatz zu den übrigen Bakterien zuerst ‹erwachen›, was zu einer Wachstumsverzögerung im Nährmedium führt.» Der Nachweis und die Analyse persistenter Bakterien in einer Patientenprobe sind insofern besonders interessant, da die meisten bisherigen Studien zu persistenten Bakterien im Labor mit über längere Zeit kultivierten

Bakterien stattfanden und nicht mit solchen, die direkt aus dem Patienten stammen.

Stress, Stress und nochmals Stress Um herauszufinden, unter welchen Bedingungen die Bakterien persistent werden, führten die Forschenden verschiedene Stresstests durch. Stressfaktoren sind zum Beispiel die Anwesenheit menschlicher Immunzellen, Antibiotika oder eine saure Umgebung, wie sie in Abszessen herrscht. Resultat: Je extremer die Bedingungen gestaltet wurden, desto höher 5/2021

MEDIZIN

wurde der Anteil dieser persistenten Bakterien.

Proteine verraten den Trick Mit den Bakterien direkt aus dem Patienten analysierten die Forschenden zudem, wie die Persistenzmechanismen funktionieren. Dafür untersuchten sie alle bakteriellen Proteine, das sogenannte Proteom. Es zeigte sich, dass eine umfassende molekulare Neuprogrammierung stattgefunden hatte, die eine Verlangsamung des Stoffwechsels bewirkte. Das Resultat war jedoch nicht ein vollkommener Stillstand, sondern eine Art Dämmerzustand. So steigern die Bakterien ihre Überlebenschancen in einer feindlichen Umgebung. Eine weitere Beobachtung: Sobald die Umgebung wieder freundlicher wird, machen die persistenten Bakterien diese Änderungen rückgängig und gewinnen damit ihre Infektionskraft zurück. «Die Vorstellung, dass Bakterien ihren Metabolismus nicht anhalten, sondern lediglich verlangsamen und verändern, ist nicht ganz neu, aber noch umstritten», erklärt Zinkernagel. «Unsere Studie bestätigt dies mit hoher Präzision.» Dies, weil sie hauptsächlich mit persistenten Bakterien gearbeitet habe. «Frühere Experimente beruhten auf gemischten Populationen, und das Ergebnis war deshalb möglicherweise durch die übrigen Bakterien, die für gewöhnlich in der Überzahl sind, verzerrt.»

über einen längeren Zeitraum mit Antibiotika behandelt werden müssen. Durch diese ständige Exposition steigt das Risiko, dass sich Resistenzen entwickeln. Originalpublikation M. Huemer, S.M. Shambat et. al., «Molecular reprogramming and phenotype switching in Staphylococcus aureus lead to high antibiotic persistence and affect therapy success», Pnas (2021); https://doi. org/10.1073/pnas.2014920118

Quelle: Schweizerischer Nationalfonds (SNF) Kontakt Prof. Dr. Annelies Zinkernagel Universitätsspital Zürich Rämistrasse 100 CH-8091 Zürich +41 44 255 25 41 annelies.zinkernagel@usz.ch www.usz.ch

Experten für Reproduzierbarkeit

• RP-BioLC (U)HPLC • IEX mit hoher Recovery • Hoch-Effizienz HIC & SEC

Neue Behandlungen am Horizont Das bessere Verständnis dieser Mechanismen könnte zur Entwicklung neuer Behandlungen gegen persistente Bakterien beitragen. Die Forschenden zeigten zudem, dass Vitamin-A-Derivate, welche die Zellmembran ins Visier nehmen, ein vielversprechendes Potenzial für die Bekämpfung von Bakterien mit verlangsamtem Metabolismus aufweisen. Ein weiterer Ansatz: «Wenn es uns gelingt, das Wachstum dieser Bakterien zu reaktivieren, könnten sie sich den Antibiotika vermutlich nicht mehr entziehen», hofft die Forscherin. Die Bekämpfung persistenter Bakterien ist zudem auch wichtig im Kampf gegen Resistenzen, da wiederkehrende Infektionen 5/2021

Entdecken Sie mehr auf www.ymc-schweiz.ch 23

ERNÄHRUNG

Paradox: Zuchtfisch kurbelt Überfischung an

Wenn Aquakultur zu Überfischung führt Jeder sechste Wildfisch endet als Futtermittel in der Aquakultur. Zu diesem Schluss kommt die niederländische Organisation Changing Markets Foundation in einem umfassenden Bericht. Im Rahmen eines europaweiten Projekts wurden auch die Schweizer Detailhändler Migros, Coop, Denner, Aldi, Volg, Lidl und Spar untersucht. Gemäss dem Bericht fehlt es bei allen Händlern an Transparenz und am Willen, Wildfisch als Futter für Zuchtfisch auszuschliessen.

Fisch ist beliebt, gerade auch in der Schweiz. Immer mehr Konsumentinnen und Konsumenten achten beim Einkauf auf Nachhaltigkeit. Was viele nicht wissen: Fisch und Meerestiere aus Zuchten werden oft mit Fischmehl oder Fischöl aus Wildfang gefüttert. Jeder sechste gefangene Wildfisch endet heute als Futter in der Aquakultur. Anstatt die Meere zu entlasten, kurbeln Aquakulturen die weltweite Überfischung weiter an. Dies zeigt der Bericht «Überfischung2» der niederländischen Organisation Changing Markets Foundation.

Hintergrund Der Bericht der Changing Markets Foundation enthält eine Rangliste, die zeigt, wie transparent und nachhaltig die Händler in Bezug auf ihre AquakulturProdukte sind. Dabei stützte man sich auf Informationen aus drei Datenquellen: eine Unternehmensbefragung, eigene Recherchearbeiten und Marktbesuche. Untersucht wurden die Bereiche Unternehmenspolitik, Transparenz der Lieferketten und Produkte-Vermarktung.

Beinahe 20 Prozent der weltweit gefangenen Fische werden zu Fischmehl oder -öl verarbeitet. Davon landen paradoxerweise 80 Prozent in Futtermitteln für Zuchtfische.

Detailhändlern schlechte Noten, weil sie trotz Nachhaltigkeitsversprechen Zuchtfisch verkaufen, die mit Wildfisch gefüttert wurden. Coop schliesst gemäss dem Bericht von Changing Markets Foundation mit 35 von total 100 Punkten am besten ab, sollte sich aber ein klares Ziel für den schrittweisen Ausstieg von der Verwendung von Wildfang als Futtermittel setzen. Das Schlusslicht ist Spar mit nur sechs Punkten.

Ein Drittel der Fischbestände gilt als überfischt Weltweit werden jährlich rund 20 Millionen Tonnen Wildfisch zu Fischmehl und

Bild: Shutterstock

Der Kauf von Zuchtfisch ist auch bei Schweizer Grossverteilern und Detailhändlern Migros, Coop, Denner, Aldi, Volg, Lidl und Spar kein Garant für Nachhaltigkeit. Konsumentinnen und Konsumenten wissen heute nicht, ob sie mit ihrem Kauf die Meere entlasten oder sogar zu deren Überfischung beitragen. Die Changing Markets Foundation erteilt den Schweizer

Bild: Envato

Schlechte Noten für Schweizer Detailhändler

Coop schliesst zwar mit 35 von total 100 Punkten am besten ab, sollte sich aber ein klares Ziel für den schrittweisen Ausstieg von der Verwendung von Wildfang als Futtermittel setzen.

5/2021

Bild: Changing Markets Foundation, bearbeitet von Roger Bieri

ERNÄHRUNG

Die Changing Markets Foundation erteilt den Schweizer Detailhändlern schlechte Noten: Zuchtfische werden noch zu oft mit Wildfisch verfüttert. Maximal konnten 100 Punkte erreicht werden.

-öl verarbeitet. Das sind fast 20 Prozent des Gesamtfangs. Davon landen 80 Prozent in Futtermitteln für Zuchtfische. Im Jahr 2018 galt bereits ein Drittel der weltweiten Fischbestände als überfischt. Und die Nachfrage nach Fisch steigt weiter. Gesunde Fischbestände sind jedoch für drei Milliarden Menschen die wichtigste Proteinquelle. Intakte Bestände tragen auch zum Klimaschutz bei. Denn nur gesunde Meere können weiterhin CO2 speichern und dadurch die Folgen des Klimawandels abmildern. Der Import von Fisch und Meeresfrüchten hat in den letzten 30 Jahren auch hierzulande laufend zugenommen. Jede Schweizerin und Schweizer konsumiert durchschnittlich neun Kilogramm pro Jahr. Einheimische Fische machen nur gerade sechs Prozent aus, der Rest wird importiert. Die beliebtesten Fische sind Lachs und Pangasius, die vorwiegend in Aquakulturen gezüchtet werden. Wie die Changing Markets Foundation sieht auch Kerstin Glaus, wissenschaftliche Mitarbeiterin bei der Non-Profit-Organisation OceanCare, die Verantwortung bei den Detailhändlern. «Viele Aquakulturen sind mit Mastbetrieben zu vergleichen. Es geht allein darum, möglichst viele Fische in möglichst kurzer Zeit zu 5/2021

züchten – für die Fische ein immenser Stress. Sie werden krank, weil sich Parasiten aufgrund der engen Platzverhältnisse sehr schnell vermehren und übertragen. Fischzuchten mit hohen Sterblichkeitsraten sollten darum von Schweizer Detailhändlern ausgeschlossen werden. Dies zu überprüfen, liegt aus unserer Sicht klar in der Verantwortung der Abnehmer», so Glaus. «Die Detailhändler haben durch die Wahl ihres Angebots grossen Einfluss auf das Kauf- und Konsumverhalten. Sie stehen damit aber auch in der Verantwortung und sollten dafür sorgen, dass sie ihre Nachhaltigkeitsversprechen auch halten. Dies bedingt eine sorgfältige Auswahl der Lieferanten und vollständige Transparenz bezüglich Herkunft, Haltung und Futter der Fische. Nur dann haben die Konsumenten eine echte Wahl», sagt Glaus abschliessend.

Medienmitteilung OceanCare www.oceancare.org

Mein ERP. Damit habe ich alles im Griff. Effizienz, Transparenz, Flexibilität – darauf kommt es jetzt an. Die IT ist der Schlüssel dafür. Ob

ERP, MES, Rückverfolgung oder intelligente Planungssoftware: das CSB-System ist die

Komplettlösung für die

Prozessindustrie. Damit können Sie heute Ihre Produktion

optimieren und morgen Ihren ganzen Betrieb digitalisieren.

Mehr über unsere Lösungen für die Prozessindustrie: www.csb.com

ERNÄHRUNG

Fettproduktion verdoppelt

Der zugesetzte Zucker ist das Problem

Diesen Fragen sind Forschende der Universität Zürich und des Universitätsspitals Zürich nachgegangen. Im Vergleich zu bisherigen Studien, die vor allem den Konsum sehr hoher Zuckermengen untersuchten, zeigen ihre Ergebnisse, dass bereits moderate Mengen zu einem eigentlichen «Switch» im Stoffwechsel der Versuchsteilnehmer führen. «80 Gramm Zucker täglich, was rund 8 Deziliter eines handelsüblichen Softdrinks entspricht, kurbeln die Fettproduktion in der Leber an. Und die Überaktivität hält längere Zeit an, selbst wenn kein Zucker mehr zugeführt wird», sagt Studienleiter Philipp Gerber von der Klinik für Endokrinologie, Diabetologie und Klinische Ernährung.

Nur gesunde Männer untersucht An der Studie beteiligten sich 94 junge gesunde Männer. Sie nahmen sieben Wochen lang täglich ein mit unterschiedlichen Zuckerarten gesüsstes Getränk zu sich, während die Kontrollgruppe darauf verzichtete. Das Süssgetränk enthielt entweder Fruchtzucker (Fruktose), Traubenzucker (Glukose) oder Haushaltszucker (Saccharose), der aus Frucht- und Traubenzucker besteht. Mithilfe sogenannter «Tracer» – markierte Substanzen, deren Weg im Körper nachverfolgt werden kann – analysierten die Forschenden den Effekt der Süssgetränke auf den Fettstoffwechsel.

Die Sünder: Frucht- und Haushaltszucker Insgesamt nahmen die Probanden nicht mehr Kalorien zu sich als vor der Studie. Aufgrund einer gewissen Sättigung durch das Süssgetränk haben sie ihre sonstige 26

Bild: Adpic

Zucker wird zahlreichen Lebensmitteln zugesetzt. Mehr als 100 Gramm davon konsumieren Schweizerinnen und Schweizer täglich. Vor allem der hohe Kaloriengehalt von Zucker fördert Übergewicht und Adipositas – und entsprechende Folgekrankheiten. Hat zu viel Zucker noch andere schädliche Wirkungen, wenn er regelmässig zugeführt wird? Und wenn ja, welcher Zucker?

Süssgetränke mit viel Zucker kurbeln die Fettproduktion in der Leber an – nicht nur kurz-, sondern längerfristig.

Kalorienzufuhr reduziert. Trotzdem beobachteten die Forschenden, dass sich Fruchtzucker negativ auswirkt: «Die körpereigene Fettproduktion in der Leber war in der ‹Fruchtzucker-Gruppe› doppelt so hoch wie in der ‹Traubenzucker-Gruppe› oder der Kontrollgruppe – und dies mehr als zwölf Stunden nach der letzten Mahlzeit bzw. dem letzten Zuckerkonsum», sagt Gerber. Überraschend war insbesondere, dass der am häufigsten konsumierte Haushaltszucker die Fettsynthese sogar noch etwas höher ankurbelte als dieselbe Menge Fruchtzucker. Denn bisher stand vor allem Fruchtzucker im Verdacht, solche Veränderungen hervorzurufen.

Fettleber oder Diabetes sind die Folge Die erhöhte Fettproduktion in der Leber ist ein massgeblicher erster Schritt in der Entstehung von weit verbreiteten Erkrankungen wie Fettleber oder Typ-2-Diabetes. Aus gesundheitlicher Sicht empfiehlt

die Weltgesundheitsorganisation, den täglichen Zuckerkonsum auf rund 50 Gramm oder noch besser auf 25 Gramm zu beschränken. «Doch davon sind wir in der Schweiz noch weit entfernt», betont Phi lipp Gerber. «Unsere Resultate sind ein entscheidender Schritt in der Erforschung der schädlichen Wirkungen von zugesetztem Zucker und werden für zukünftige Ernährungsempfehlungen sehr bedeutend sein.» Originalpublikation Bettina Geidl-Flueck, Michel Hochuli, Ágota Németh, Anita Eberl, Nina Derron, Harald C. Köfeler, Luc Tappy, Kaspar Berneis, Giatgen A. Spinas, Philipp A. Gerber, «Fructose- and sucrose- but not glucose-sweetened beverages promote hepatic de novo lipogenesis: A randomized controlled trial», Journal of Hepatology (2021); DOI: 10.1016/j.jhep.2021.02.027 Medienmitteilung Universität Zürich www.uzh.ch 5/2021

NEWS

RZE KÜRZE – IN KÜ N I – E Z R Ü K N IN KÜRZE – I

Personalien Uni Basel Das Rektorat der Universität Basel hat Murielle Delley zur Assistenzprofessorin für Chemie ernannt. Mit ihrer Forschung setzt sie sich dafür ein, chemische Prozesse nachhaltiger zu gestalten. Delley ist seit 2020 Forschungsgruppenleiterin am Departement Chemie der Universität Basel. Sie studierte Chemie an der ETH Zürich, wo sie 2017 den Doktortitel erwarb. In ihrer Dissertation vertiefte sie das Verständnis, wie bestimmte Katalysatoren funktionieren, welche etwa in der Polyethylen-Produktion verwendet werden. Dafür verlieh ihr die Akademie der Naturwissenschaften Schweiz 2019 den Prix Schläfli in Chemie. Zeppelin Konzern Der ZeppelinKonzern bestellt Ralf Boschert mit Wirkung zum 1. Mai 2021 zum Geschäftsführer und CFO der Zeppelin Systems GmbH und verstärkt damit die Geschäftsführung der Konzerngesellschaft um den CEO Alexander Wassermann. Boschert wird

die Geschäftsführungsbereiche Controlling, Tax und Accouting, Legal und Commercial Services sowie IT und Organization direkt verantworten. Er kam 1997, nach seiner Ausbildung zum Industriekaufmann und einem Betriebswirtschaftsstudium, zu Zeppelin. Er hatte seitdem verschiedene Positionen in den Gesellschaften der Strategischen Geschäftseinheit Anlagenbau inne und wirkte an diversen Akquisen und wichtigen Projekten des Zeppelin Konzerns im Bereich Anlagenbau mit.

Wirtschaft Siegfried-Gruppe Die 118. Generalversammlung der Siegfried-Gruppe fand ohne physische Teilnahme der Aktionärinnen und Aktionäre statt. Die wichtigsten Ergebnisse kurz zusammengefasst. Sie haben sämtliche Anträge des Verwaltungsrats gutgeheissen. Sie genehmigten die Erhöhung der Ausschüttung an die Aktionärinnen und Aktionäre in Form einer Nennwertrückzahlung aus Aktienkapital von 2.80 auf 3.00 Franken pro Namenaktie. Die Schaffung von genehmigtem Kapital wurde angenommen. Die bisherigen Mitglieder des Verwaltungsrats – Ulla Schmidt, Isabelle Welton, Colin

Bond, Prof. Dr. Wolfram Carius, Dr. Andreas Casutt, Reto Garzetti und Dr. Martin Schmid – wurden für eine weitere Amtszeit wiedergewählt. Dr. Andreas Casutt wurde als Präsident des Verwaltungsrats bestätigt und Vergütungsausschuss setzt sich wie bisher zusammen aus Isabelle Welton, Reto Garzetti und Dr. Martin Schmid. Schliess lich wurden Rolf Freiermuth, Rechtsanwalt, Zofingen, als unabhängiger Stimmrechtsvertreter und die Pricewaterhouse Coopers AG, Basel, als Revi sionsstelle bestätigt. DiQualis Das Baselbieter Unternehmen Advanced Project Services GmbH (A-PS) und die deutsche Firma Isomehr GmbH bilden unter dem Namen DiQualis eine neue Marke. Schrittweise sollen ihre Dienstleistungen vermehrt auch in Österreich angeboten werden. Die beiden Unternehmen mit Sitz in Therwil und Saarbrücken sind in der Schweiz, in Deutschland sowie international als Dienstleister im Projekt-, Qualitäts-, IT- und Change-Management bekannt. Mit der Umbenennung bündeln sie ihre Kompetenzen und treten von nun an unter der gemeinsamen Marke DiQualis auf. Aus der Advanced Project Services GmbH wurde

die DiQualis Schweiz GmbH und aus der Isomehr GmbH die DiQualis Deutschland GmbH. Die beiden Firmen ergänzten sich schon vor dem Zusammenschluss in ihren Angeboten und setzten zahlreiche Projekte gemeinsam um. Auch bei einem erhöhten Ressourcenbedarf arbeiteten sie bereits in der Vergangenheit zusammen. Clariant Der Konzern hat eine Produktionsanlage in China eröffnet. Die Anlage befindet sich in Cangzhou (Provinz Hebei). Gemeinsame Eigentümer der Anlage sind Clariant und Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. (Tiangang), ein Hersteller und führender Lieferant von Lichtschutzmitteln in China. Die Anlage soll die wachsende Nachfrage nach HighEnd-Prozessstabilisatoren und -Lichtschutzmitteln in China stillen. Besonders die chinesische Automobil-, Textil- und Beschichtungsindustrie werden davon profitieren. China stellt für Clariant eine zentrale Wachstumsregion dar. Neben dieser neu eröffneten Anlage in Cangzhou hat Clariant vor kurzem ihren neuen «One Clariant Campus» in Schanghai eingeweiht. Weitere Expansionen sollen in naher Zukunft folgen.

KOMPROMISSLOSE UMWELTUND GASMESSTECHNIK Gesamtsysteme für Emissionen & Immissionen Feuerungsmessgeräte mit METAS-Zulassung

Messgeräte für Biogasanlagen & Holzfeuerungen 5/2021

Staubmessungen, Kalibriersysteme u.v.m.

Neu: CH-6260 Reiden

• Tel. +41 (0)62 797 44 33 • www.kull-instruments.ch

NEWS

Multiresistente Krankheitserreger sind ein gravierendes und zunehmendes Problem in der modernen Medizin. Wo Antibiotika wirkungslos bleiben, können diese Bakterien lebensgefährliche Infektionen verursachen. Forschende der Empa und der ETH Zürich haben nun neuartige Nanopartikel entwickelt, mit denen sich multiresistente Erreger aufspüren und abtöten lassen, die sich in Körperzellen verstecken, wie sie in einer aktuellen Studie im Fachmagazin «Nanoscale» schreiben. Beim Wettrüsten «Menschheit gegen Bakterien» haben die Bakterien momentan die Nase vorn. Unsere einstigen Wunderwaffen, die Antibioti-

ka, versagen immer häufiger bei Keimen, die trickreiche Manöver einsetzen, um sich vor der Wirkung der Medikamente zu schützen. Einige Arten ziehen sich sogar ins Innere menschlicher Körperzellen zurück, wo sie dann vom Immunsystem unbehelligt bleiben. Zu diesen besonders gefürchteten Erregern gehören auch sogenannte multiresistente Staphylokokken (MRSA) die lebensgefährliche Krankheiten, wie Blutvergiftungen oder Lungenentzündungen, hervorrufen können. Um die Keime in ihrem Versteck aufzuspüren und unschädlich zu machen, hat ein Team von Forschenden der Empa und der ETH Zürich nun

Bild: Empa

Mit Nanopartikeln gegen gefährliche Bakterien

Tödlicher Kontakt: Forschende der Empa und der ETH Zürich haben Nanopartikel (rot) entwickelt, die resistente Bakterien (gelb) abtöten können.

Nanopartikel entwickelt, die einen völlig anderen Wirkmechanismus als herkömmliche Antibiotika nutzen: Während Antibiotika schlecht in Körperzellen eindringen können, gelingt es diesen Nanopartikeln aufgrund ihrer geringen Grös-

se und Beschaffenheit, sich ins Innere der befallenen Zelle einschleusen zu lassen. Einmal dort angekommen, bekämpfen sie die Bakterien.

Medienmitteilung Empa

Klebstoffe aus Restholz, Biosprit aus Stroh

Bild: Frank Luer weg

Abfälle aus Land- und Forstwirtschaft könnten in Zukunft als Basis für umweltfreundliche Baumaterialien, Dämmschäume oder Treibstoffe dienen. Ein EU-Projekt unter Beteiligung der Universität Augsburg hat in den vergangenen 4,5 Jahren das Potenzial solcher Produkte ausgelotet. Die Ergebnisse zeigen auch, wie sehr bei ihrer Nutzung ein ganzheitlicher Blick Not tut, um unerwünschte Nebenwirkungen zu vermeiden. Holz, Rinde, Stroh und andere natürliche Abfälle eignen sich

In der Land- und Forstwirtschaft entstehen Abfälle wie z. B. Holz, Rinde und Stroh.

als Basis für neuartige Materialien. So könnten in der Baubranche künftig «grüne» Dämmschäume, Klebstoffe oder Betonzusätze zum Einsatz kommen, während Biotreibstoffe eine von mehreren Komponenten zur Transformation in eine grüne Mobilität sind. «Wir haben unter anderem untersucht, wo in der EU derartige Reststoffe in welcher Menge anfallen und welche Konsequenzen ihre Nutzung hätte», erklärt Lars Wietschel. Dabei beschäftigt er sich unter anderem mit der Ökobilanz von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen. «Der Ersatz herkömmlicher Materialien durch grüne Alternativen hat Konsequenzen in unterschiedlichen ökologischen Bereichen – wir sprechen auch von Wirkungs- und Schadenskategorien», sagt er. «Wenn

man versucht, in einer dieser Kategorien ein optimales Ergebnis zu erzielen – etwa möglichst wenig Treibhausgase auszustossen –, dann läuft man Gefahr, sich an anderen Stellen unerwünschte Nebenwirkungen einzukaufen.» Ein Beispiel sind Biotreibstoffe aus Energiepflanzen wie Raps: Ihr massenhafter Anbau hat zwar die Verbrennung klimaschädlicher Treibstoffe verringert. Gleichzeitig benötigte ihr Anbau aber Ackerland, das nicht mehr für die Agrarproduktion zur Verfügung stand. Als Folge stiegen die Agrar-Importe aus Ländern wie Brasilien, mit negativen Folgen für den Regenwald im Amazonasgebiet. «Reststoffe wie Stroh oder Holzabfälle konkurrieren nicht mit der Nahrungsmittelproduktion», erklärt Wietschel. «Sie gelten daher als umweltverträgli-

che Ausgangsstoffe für Biotreibstoffe der zweiten Generation. Dennoch bringt auch ihre Nutzung Nachteile mit sich.» Die Augsburger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben auch die ökonomischen Rahmenbedingungen untersucht, unter denen nachhaltige Materialien gegenüber ihren konventionellen Pendants konkurrenzfähig sind. Im Moment können sie in puncto Preis nämlich meist nicht mit Produkten auf fossiler Rohstoffbasis mithalten. Durch Steuererleichterungen auf die umweltfreundlichen Alternativen oder eine CO2 -Steuer liesse sich das aber ändern. Der technologische Fortschritt dürfte zudem dazu beitragen, dass die neuen Materialien künftig deutlich günstiger werden. Universität Augsburg 5/2021

NEWS

Corona-Lockdowns: Studie sammelt Schadstoffdaten Eine Folge der Corona-Pandemie sind weltweit Einschränkungen der Mobilität. Das hat Auswirkungen auf die Schadstoffbelastung der Atmosphäre. Forschende in aller Welt nutzen die einmalige Chance für Messungen, sammeln Daten und veröffentlichen Untersuchungen. Ein internationales Team unter Leitung des Jülicher Instituts für Troposphärenforschung stellte jetzt eine umfangreiche Übersichtsstudie der Ergebnisse bis September 2020 vor. Dazu gehört auch eine eigene Website. Dort können weitere Messdaten hinzugefügt werden, um die bisherigen Forschungsergebnisse zu ergänzen und zu verfeinern. Gleichzeitig ermöglicht die Datensammlung wissenschaftlich fundierte Vorhersagen zur Schadstoffbelastung von Mobilitätsszenarien der Zukunft. Die Metaanalyse koordinierte Prof. Astrid Kiendler-Scharr, Direktorin des Jülicher Instituts für Troposphärenforschung. Die Analyse umfasst Messdaten von rund 200 Studien aus den ersten sieben Monaten des Lockdowns; enthalten sind die Luftschadstoffe Stickstoffdi-

oxid, Feinstaub, Ozon, Ammoniak, Schwefeldioxid, Russ, flüchtige organische Verbindungen (VOC) und Kohlenmonoxid. Ein Drittel der Studien berücksichtigt für die Berechnung des Lockdown-Einflusses auf die Luftzusammensetzung die vorherrschende meteorologische Situation. Der sogenannte «Government Stringency Index» (SI), der international vergleichbar die Schärfe der lokalen Massnahmen im Shutdown in einer Zahl zusammenfasst, fungierte als Bezugsgrösse. Ein wesentliches Ergebnis: Der Lockdown, der ja als einziges Ziel das Bremsen des Infektionsgeschehens hat, reduziert auch weltweit die Belastung der Atmosphäre mit Stickstoffdioxid und Feinstaub – je höher der SI, desto stärker die Wirkung. Das trifft aber nur für Schadstoffe zu, die einen primär anthropogenen Ursprung haben, also vom Menschen direkt emittiert werden, und da vor allem aus dem Bereich der Mobilität. Die Ozonwerte sind dagegen gestiegen. Ursache sind atmosphärenchemische Prozesse, die durch ein Weniger an Stickoxiden in der Luft bedingt werden.

Die Studie betont auch bisherige Lücken in der Datensammlung und die Notwendigkeit weiterer Forschung. So sollte nach Einschätzung der Autoren die Beobachtung über das gesamte Jahr 2020 ausgedehnt werden. Besonderes Augenmerk richten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf Kohlenwasserstoffe, die bisher in den Studien lediglich vereinzelt untersucht werden, und auf erweiterte Analysen zur Klimawirkung der Emissionsänderungen. Wichtige Ergänzung der Metastudie ist eine Datenbank, die über eine Website (Covid-19 Air Quality Data Collection) zugänglich ist. Sie enthält alle

in der Studie enthaltene Daten zur Schadstoffbelastung, auch auf der Ebene einzelner Länder. Forschende finden darüber hinaus die Liste der bisherigen Publikationen und können sich so einen schnellen Überblick über bisherige Studien verschaffen. Die wichtigen Daten könnten auch die Basis dafür bieten, die Auswirkungen auf die Atmosphärenchemie in Zukunftsszenarien besser abschätzen zu können. Dazu gehört zum Beispiel eine starke, dauerhafte Verminderung der Schadstoffbelastung bei einer weitgehenden Umstellung auf Elektromobilität. Kernforschungszentrum Jülich

Digital Life Sciences Starten Sie jetzt eine Weiterbildung und wählen Sie aus unseren praxisorientierten Angeboten.

Modelling & Simulation

Bild: Gkatzelis et al.

Deep Learning

Artificial Intelligence

Die Grafik zeigt die wichtigsten Emissionssektoren und Primäremissionen, meteorologische und chemische Prozesse, die Auswirkungen auf die Luftqualität und das Klima sowie die Mess- und Analysewerkzeuge.

5/2021

Machine Learning

Programming Languages Zürcher Fachhochschule

zhaw.ch/ias/weiterbildung

NEWS

Bild: Adpic

Lonza verdoppelt Wirkstoffproduktion des Moderna-Impfstoffs

Für die Verdoppelung der Impfstoffproduktion rekrutiert Lonza qualifiziertes Personal.

Im Rahmen einer erweiterten Zusammenarbeit sollen drei weitere Produktionslinien für

Impfwirkstoffe von Moderna in Visp entstehen. Die Produktion wird erst 2022 aufgenommen.

Bereits im Mai 2020 gaben Lonza und Moderna eine strategische Kooperationsvereinbarung für zehn Jahre bekannt, die die Herstellung des Covid19-Impfstoffes und weiteren Moderna-Produkten in der Zukunft ermöglichen soll. Seitdem hat Lonza drei Produk tionslinien am Standort Visp und eine weitere Produktionslinie in Portsmouth (US) installiert. Die Produktion in Visp wurde innerhalb von acht Monaten nach der ursprünglichen Vereinbarung aufgenommen. Es wird erwartet, dass die neuen Produktionslinien jeweils eine Produktionskapazi-

tät haben, die den bestehenden Linien entspricht, und voraussichtlich Anfang 2022 in Betrieb genommen werden. Die zusätzlichen Produktionslinien werden in Lonzas IbexSolutions-Anlage neben den bestehenden Moderna-Produktionslinien errichtet. Die Personalrekrutierung für die zusätzlichen Produktionslinien hat bereits begonnen, als Teil der breiteren Rekrutierungsbemühungen zur Unterstützung der Expansionspläne in Lonza Visp.

Medienmitteilung Lonza

Forschende der EPFL stellen im Fachmagazin «Pnas» einen neuen Antikörpertest vor. Neuerdings genügt ein Tropfen Blut aus der Fingerkuppe. Zudem können über Tausend Proben gleichzeitig analysiert werden. Zwar können Antikörpertests keine aktiven Infektionen nachweisen, aber sie können helfen, den Anteil der Personen zu bestimmen, die in der Vergangenheit mit dem Virus infiziert worden sind. Dieses Wissen ist nützlich für epidemiologische Untersuchungen und für die Information der öffentlichen Gesundheitspolitik. Mit Antikörpertests lassen sich auch die Wirksamkeit von Covid-19-Impfstoffen – sei dies in klinischen Studien oder in der Anwendungsphase – laufend überprüfen. Die neue Analyseplattform soll bis zu 1024 Proben gleichzeitig analysieren können. Wenn Antikörper gegen 30

Sars-CoV-2 in einer Blutprobe vorhanden sind, erzeugt ein Molekül ein Signal, das unter dem Mikroskop als fluoreszierendes Leuchten nachgewiesen werden kann. Als das Forscherteam Blutproben von 155 mit Sars-CoV-2 infizierten Personen untersuchte, wies der Test in 98 % der Fälle Antikörper gegen das Virus nach. Der Test ist zudem hochspezifisch: Bei Probanden, die nicht mit Sars-CoV-2 infiziert waren, wurden keine Antikörper gegen das Virus nachgewiesen. Um die Notwendigkeit einer venösen Blutentnahme zu eliminieren, untersuchten die Erstautorin der Studie Zoe Swank und ihre Kollegen, ob sie Blutproben verwenden konnten, die durch einen Fingerstich gewonnen wurden – ein einfaches Verfahren, bei dem eine Fingerkuppe mit einer sehr kleinen Nadel durch-

Bild: Sebastian Maerkl/2021 EPFL

Neuer Antikörpertest benötigt nur einen Tropfen Blut

Um den Assay durchzuführen, leiten die Forscher einzelne Blutproben und Testreagenzien durch die Kanäle dieses «mikrofluidischen» Chips.

stochen wird, um eine kleine Menge Blut zu gewinnen. Die Forschenden testeten drei handelsübliche Bluttestgeräte für die Fingerspitze, darunter Glucose-Teststreifen, die bei Menschen mit Diabetes zur Messung des Blutzuckerspiegels verwendet werden. Der Antikörpertest konnte mit Blutproben, die mit allen drei

Methoden entnommen wurden, erfolgreich durchgeführt werden, auch wenn das Blut getrocknet und etwa eine Woche bei Raumtemperatur gelagert wurde oder wenn die Proben per Post von Genf nach Lausanne geschickt wurden. Medienmitteilung EPFL 5/2021

FORSCHUNGSWELT

Ein Überblick

Multiskalen-Modellierung von Batterien Akkuforschung wird heute von unterschiedlichsten Interessengruppen vorangetrieben. Sie beinhaltet Untersuchungen zu neuen Materialien und elektrochemischen Reaktionen, zum Design von Batteriezellen und -systemen sowie zur Ökobilanzierung, einschliesslich Rohstoffgewinnung, Entsorgung und Recycling. Dabei bieten Modellierung und Simulation einen effizienten und kostengünstigen Ansatz. Der folgende Artikel widmet sich der Modellierung jenseits des molekularen Massstabs.

Modellierung und Simulation (M&S), die immer mit experimentellen Untersuchungen kombiniert werden sollten, folgen einem mehrstufigen Prozess: Nach der physikalisch basierten Modellbildung und Validierung können letztlich Vorhersagen getroffen werden, welche über den ursprünglichen Validierungsbereich hinausgehen. Forscher und Ingenieure können Modelle im gesamten F&E-Prozess verwenden, um virtuelle Experimente durchzuführen. Solche «Was-wäre-wenn»-Studien führen zu einem tieferen Verständnis des untersuchten Batteriesystems – und können neue Ideen inspirieren. Batteriemodelle können für Prognosen, Design, Optimierung und Regelung verwendet werden. Batterieforschung wird heute von unterschiedlichsten Interessengruppen wie Grundlagenforschern, Batterieherstellern und Geräteentwicklern vorangetrieben. Sie beinhaltet Untersuchungen zu neuen Materialien und elektrochemischen Reaktionen, zum Design von Batteriezellen und -systemen sowie zur Ökobilanzierung, einschliesslich Rohstoffgewinnung, Entsorgung und Recycling.

Molekulardynamikmodelle werden von Materialwissenschaftlern, Elektrochemikern und Physikern verwendet, um neue chemische Effekte in Batterien zu erforschen und das Verhalten möglicher neuer Materialien und Reaktionen vorherzusagen. Diese Art von Forschung wird üblicherweise an Universitäten, Forschungsinstituten und in den F&E-Labors der Batteriehersteller durchgeführt. In diesem Artikel widmen wir uns der Modellierung jenseits des molekularen Massstabs.

Ebenfalls von Bedeutung ist das Design der Elektroden, des Elektrolyten, des Separators und der Stromabnehmer in einer Batteriezelle. M&S kann hier das Verständnis für die Faktoren eines guten Zellendesigns für eine bestimmte Anwendung entscheidend unterstützen. Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge bestehen aus Akku-Modulen, deren Design sowohl für Hersteller von Batterien als auch OEM-Hersteller von grossem Interesse ist. Oft sind auch staatliche Forschungs-

Bilder: Comsol Multiphysics

Ed Fontes ¹ , Henrik Ekström ²

Modellskalen Je nach Interessengruppe und Vorhaben können M&S-Projekte für Batterien auf unterschiedlichen Skalen erfolgen: der molekularen, der mikroskopischen, der Skala der Batteriezelle oder der Akkumodule. ¹ CTO, Comsol ² Technologie-Manager, Elektro chemie, Comsol

5/2021

Bild 1: Die Modellskalen reichen von Ångström (10 –10 m) bis zur Modulskala (1 m). Hier werden die Grössenordnungen beispielhaft an einer zylindrischen Li-Ionen-Zelle und einem Akkupack aus zylindrischen Zellen dargestellt.

Die mikroskopische Struktur und die physikalischen Eigenschaften eines Batteriematerials sind hingegen für alle Interessensgruppen interessant, auch für die Originalausrüstungshersteller (OEM).

institute für Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung an neuen Erkenntnissen interessiert. Die Modellierung konzentriert sich hierbei auf das Verständnis und die Entwicklung der Systemperformance (Ener31

FORSCHUNGSWELT

giedichte und Leistungsdichte), des Wärmemanagements, der Sicherheit und der Batterielebensdauer.

Multiphysik in der Mikroskala Die Modellierung einer Batterie auf der mikroskopischen Skala umfasst die Chemie, die physikalischen Eigenschaften und die detaillierte Geometrie der porösen Struktur und das Porenelektrolyt. Die Eingabedaten für die mikroskopische Skala werden nicht selten durch die molekulare Modellierung geliefert, z. B. Frequenzkonstanten, Elektrodenpotentiale, Transporteigenschaften und andere chemische und physikalische Eigenschaften von Batteriematerialien. Modelle auf der Mikroskala müssen viele verschiedene Aspekte berücksichtigen, z. B. das elektrische Potenzial des elektronischen Leiters (der Elektrode), das ionische Potenzial des Porenelektrolyten sowie des freien Elektrolyten, die Konzentration der ionischen Spezies und der neutralen Spezies, die elektrochemischen und chemischen Reaktionen, die Temperaturverteilung und die mechanischen Verschiebungen aufgrund von thermischer Ausdehnung oder Ausdehnung durch den Transport chemischer Spezies. Mit anderen Worten: An einer genauen Beschreibung eines Batteriematerials sind mehrere physikalische Phänomene beteiligt.

Mikroskalige Batteriemodelle erlauben Aussagen zu Mechanismen, welche die Leistung und Lebensdauer von Batterien beeinflussen. Dazu gehören auch quantitative Vorhersagen zu absoluten Leistungsgrenzen (Energiedichte und Leistungsdichte), zum Einfluss von Material- und Konstruktionsparametern, zur räumlichen und zeitlichen Verteilung von elektrochemischen Reaktionen und Temperaturen sowie zu Risiken für Kurzschlüsse, Ermüdung, vorzeitiges Versagen und Bildung schädlicher Nebenprodukte. Des Weiteren erlauben solche Modelle die Bewertung des Gesundheitszustandes einer Batterie («state-of-health», SOH). Leistungsabfall und Ausfall zeigen sich fast immer zuerst an Phänomenen auf der mikroskopischen Skala – lange bevor sich der SOH in der Gesamtleistung einer Zelle bemerkbar macht.

Batteriezellenskala bei poröser Elektroden-Theorie In der Skala einer Batteriezelle wäre die Berücksichtigung der Mikroskala zu komplex. Stattdessen wird hier das sogenannte Newman-Modell verwendet. Dabei werden die porösen Elektroden als homogenisierte Platten beschrieben, wobei der Porenelektrolyt und die Elektrodenmaterialien im gleichen Punkt im Raum im Modell definiert sind. Die Struktur der Elektrode wird in dem Fall durch effektive Parameter wie Volumenanteil des Porenelektrolyts, Volumenanteil der Elektrode und Tortuosität beschrieben.

Bild 2: Links: Ein heterogenes Elektrodenmodell mit einer 3-D-Beschreibung der Materialstruktur, hier kugelförmige Partikel. Grundlage hierfür bilden u. a. mikroskopische Analysen von Schliffbildern einer Lithium-Ionen-Batterieelektrode. Das heterogene Modell kann verwendet werden, um die Porosität, die spezifische Oberfläche und andere effektive Eigenschaften zu berechnen. Diese Eigenschaften können danach in einem homogenisierten 1-DNewman-Modell verwendet werden, in welchem die Elektrode dann als homogener Block beschrieben wird. Rechts: Der Nyquist-Plot zeigt, dass die Ergebnisse des detaillierten heterogenen Modells und des gemittelten homogenen Modells sehr gut übereinstimmen und dadurch validiert werden.

In diesem Massstab untersucht man ähnliche Aspekte wie im Mikro-Massstab, allerdings für eine oder mehrere Batteriezellen. Die Modelle liefern Informationen über den Einfluss verschiedener Materialien und Chemikalien auf die Leistung und Lebensdauer, die Porosität und spezifische Oberfläche der Elektroden und Materialien, die Dimensionen der Stromkollektoren, Elektroden und des Separators, die mechanischen Belastungen der Batteriezelle durch die Geometrie und die Ausdehnung während des Entladens und Aufladens, die Auswirkungen des Wärmemanagementsystems und anderer Einflussgrössen. Das Ergebnis von M&S in diesem Massstab sind quantitative Angaben über Leis-

Bild 3: Oben: High-Fidelity-Modell der Li- Ionen-Pouch-Zelle in Batteriezellenskala, gemäss dem Newman-Ansatz poröser Elektroden. Dargestellt ist die Stromdichteverteilung in der Mitte des Separators. Das Modell berücksichtigt Alterungseffekte, wie z. B. das Wachstum einer festen Elektrolyt-Grenzfläche (SEI). Unten: Schnitt durch einen A kkupack, bestehend aus Lithium-Ionen Planarzellen und eingebetteten Kühlkanälen. Das Strömungsfeld und die Temperaturverteilung sind bidirektional mit der Elektrochemie für jede Zelle gekoppelt, die elektrochemisch auf einem 1-D-NewmanModell basiert, welches wiederum an einem detaillierten mikroskopischen Modell (Bild 2) validiert wurde.

5/2021

FORSCHUNGSWELT

Modulskala Akkumodule oder Akkupacks können aus Dutzenden bis Hunderten von Batteriezellen bestehen. Aktuell ist es noch nicht möglich, jede Batteriezelle mit der Theorie der porösen Elektroden dreidimensional zu modellieren. Stattdessen werden vereinfachte 0-D- und 1-D-Modelle für das elektrochemische Verhalten der einzelnen Zellen verwendet, welche an detaillierten Zellenmodellen validiert wurden und auf diese zurück gekoppelt werden können. Hingegen wird die 3-D-Geometrie des Moduls für Berechnungen wie Wärmemanagement, externe Stromleitsysteme und makroskopische mechanische Analyse des Batteriesystems verwendet. Die Elektroden und Separatoren werden als homogene Materialien mit effektiven mechanischen und thermischen Eigenschaften beschrieben. Auf dieser Makroebene konzentrieren sich Modelle auf die Auswirkungen von Modulund Pack-Materialien, Geometrie, Betriebsbedingungen, thermischen Managementsystemen und makroskopische mechanische Designparameter. Typische Ergebnisse solcher Modelle sind die räumlichen und zeitlichen Verteilungen von Temperatur, Stromdichte und Potenzial zwischen den einzelnen Zellen, deren Auswirkungen auf Ladung und Entladung, die mechanische Ausdehnung der verschiedenen Zellen sowie die Integrität des Moduls. Darüber hinaus kann das Wärmemanagementsystems mit Kühl- und Heizkanälen in der Zelle, konstruktive Details des externen Stromleitungssystems simuliert 5/2021

werden. Dies erlaubt schliesslich den Entwurf von Frühwarnsystemen, die den Ausfall von Batteriezellen und das thermische Durchgehen in einem Batteriesystem anzeigen können.

Trends und Schlussfolgerungen Der Grad der Komplexität eines Batteriesystemmodells hängt immer von dem Zweck des Batteriesystems selbst ab. Mikroskopische Modelle sind sehr anspruchsvoll und zielen auf ein detailliertes Verständnis des Herzstücks der Batterie ab. Ein Modell, das für die Steuerung eines Akkupacks als Teil eines Elektrofahrzeug-Antriebsstrangs verwendet wird, kann und darf nicht denselben Grad an Komplexität aufweisen, sondernwird Vereinfachungen und Näherungen verwenden. Dennoch muss es auch auf Systemebene ausgefeilte Methoden zur Früherkennung von Ausfällen und zur Messung des Alterungszustands geben. Die Perspektive, auch einen kleinen Leistungsabfall lange vor dessen Auftreten zu detektieren und seine Ursachen zu physikalisch zu erklären, ist verheissungsvoll. Sie öffnet neue Wege, das Design, die Steuerung und den Betrieb eines Batteriesystems zu verbessern. Multiphysikalische Modellierung und Simulation bietet eine geschlossene Kette zur qualitativen und quantitativen Validierung eines Batteriesystems von seinen Eigenschaften auf der Makroskala bis zum Herzstück der Batterie auf der Mikroskala.

Kontakt Comsol Multiphysics GmbH Technoparkstrasse 1 CH-8005 Zürich +41 44 515 78 00 info@comsol.ch www.comsol.ch

Die bewährte Dreiteil-Berstscheibe ist eine ideale Wahl für die Absicherung von Prozessüberdrücken. Vakuumfest und für Wechseldruckbelastungen geeignet.

Die Zwei-Wege-Berstscheibe sichert Tanks und Behälter gegen unzulässige Über- und Unterdrücke ab. Auch mit integrierter Signalisierung erhältlich.

8703 Erlenbach Telefon 044 910 50 05 www.paliwoda.ch

Offizieller Partner der R-BS

tung, Leistungsgrenzen und Lebensdauer. Diese lassen sich u. a. aus folgenden Angaben ableiten: Strom- und Potenzialverteilung, Temperaturverteilung, Metallabscheidung und Kurzschluss, Ermüdung und Rissbildung in den Elektroden aufgrund von Ausdehnung beim Laden und Entladen sowie Bildung von Nebenprodukten und Auftreten von Nebenreaktionen, die die Lebensdauer verringern. Merkmale und Eigenschaften sowie quantitative Vorhersagen von Batteriezellenmodelle können anhand der detaillierten mikroskopischen Modelle weiter validiert bzw. auf diese rückgekoppelt werden.

Für DreiteilBerstscheiben und Zwei-WegeBerstscheiben.

FORSCHUNGSWELT

Genauer gemessen als je zuvor

Wie gross ist der Heliumkern? In Experimenten am Paul-Scherrer-Institut (PSI) hat eine internationale Forschungszusammenarbeit den Radius des Atomkerns von Helium fünfmal präziser gemessen als jemals zuvor. Mithilfe des neuen Werts lassen sich fundamentale physikalische Theorien testen und Naturkonstanten noch genauer bestimmen. Für ihre Messungen benötigten die Forschenden Myonen – diese Teilchen ähneln Elektronen, sind aber rund 200-mal schwerer. Die Forschenden veröffentlichen ihre Ergebnisse im Fachmagazin «Nature».

Barbara Vonarburg ¹

Der «magische» Kern Für die Grundlagenphysik ist es entscheidend, die Eigenschaften des Heliumkerns zu kennen, unter anderem um die Vorgänge auch in anderen Atomkernen, die schwerer als Helium sind, zu verstehen. «Der Heliumkern ist ein sehr fundamentaler Kern, den man als magisch bezeichnen könnte», sagt Aldo Antognini, Physiker am PSI und an der ETH Zürich. Sein Kollege und Mitautor Randolf Pohl von der Universität Mainz in Deutschland ergänzt: «Unser bisheriges Wissen über den Heliumkern stammt aus Experimenten mit Elektronen. Wir haben jedoch am PSI erstmals eine neuartige Messmethode entwickelt, die eine viel bessere Genauigkeit erlaubt.» Der internationalen Forschungszusammenarbeit ist es damit gelungen, die Grösse des Heliumkerns rund fünfmal genauer zu bestimmen, als dies in bisherigen Messungen möglich war. Die Gruppe veröffentlicht ihre Resultate im renommierten Fachmagazin «Nature». Danach beträgt der sogenannte mittlere Ladungsradius des Heliumkerns 1,67824 Femtometer (1 Billiarde Femtometer ergeben 1 Meter).

¹ Paul-Scherrer-Institut, Villigen

Bild: Envato

Helium ist nach Wasserstoff das zweithäufigste Element im Universum. Rund ein Viertel der Atomkerne, die in den ersten Minuten nach dem Urknall entstanden, waren Heliumkerne. Diese bestehen in den allermeisten Fällen aus vier Bausteinen, nämlich zwei Protonen und zwei Neutronen.

Das leichte Gas Helium bringt im Alltag bunte Luftballons zum Fliegen. In der Quantenmechanik ist es ein äusserst wichtiger Forschungsgegenstand.

«Die Idee, die hinter unseren Experimenten steckt, ist einfach», erklärt Antognini. Normalerweise umkreisen zwei negativ geladene Elektronen den positiv geladenen Heliumkern. «Wir arbeiten nicht mit normalen, sondern mit exotischen Atomen, bzw. Ionen, bei denen beide Elektronen durch ein einzelnes Myon ersetzt wurden», sagt der Physiker. Das Myon gilt als schwerer Bruder des Elektrons; es gleicht ihm zwar, ist aber rund 200-mal schwerer. Ein Myon ist viel stärker an den Atomkern gebunden als ein Elektron und umkreist diesen in viel engeren Bahnen. Ein Myon kann sich – im Vergleich zu Elektronen – mit sehr viel höherer Wahrscheinlichkeit auch im Kern selbst aufhalten. «So können wir bei myonischem Helium Rückschlüsse auf die Struktur des Atomkerns ziehen und dessen Eigenschaften messen», erklärt Antognini.

Langsame Myonen Die Myonen werden am PSI mithilfe eines Teilchenbeschleunigers produziert. Die Spezialität der Anlage: Es werden Myonen mit niedriger Energie erzeugt. Diese Teil-

chen sind langsam und lassen sich in den Apparaturen für Experimente stoppen. Nur so können die exotischen myonischen Heliumionen gebildet werden, bei denen ein Myon die Elektronen aus ihren Bahnen wirft und ersetzt. Schnelle Myonen würden dagegen durch die Apparatur hindurchfliegen. Die PSI-Anlage liefert weltweit mehr niederenergetische Myonen als alle anderen vergleichbaren Anlagen. «Deshalb kann das Experiment mit dem myonischen Helium nur hier durchgeführt werden», sagt Franz Kottmann, der seit 40 Jahren die nötigen Vorstudien und technischen Entwicklungen für dieses Experiment vorangetrieben hat.

Kompliziertes Lasersystem Die Myonen treffen auf eine kleine, mit Heliumgas gefüllte Kammer. Stimmen die Bedingungen, entsteht myonisches Helium, bei dem sich das Myon in einem Energiezustand befindet, in dem es sich häufig im Atomkern aufhält. «Nun kommt der zweite, wichtige Baustein für das Experiment zum Zuge: das Lasersystem», erklärt Pohl. Das 5/2021

FORSCHUNGSWELT

komplizierte System schiesst einen Laserpuls auf das myonische Heliumion. Hat das Laserlicht die richtige Frequenz, und nur dann, so regt es das Myon an und befördert es in einen höheren Energiezustand, bei dem seine Bahn praktisch immer ausserhalb des Kerns verläuft. Wenn es aus diesem in den Grundzustand hinunterfällt, sendet es Röntgenlicht aus. Detektoren registrieren diese Röntgensignale. Im Experiment wird die Laserfrequenz so lange variiert, bis viele Röntgensignale eintreffen. Physiker sprechen dann von der sogenannten Resonanzfrequenz. Mit ihrer Hilfe lässt sich dann die Differenz zwischen den zwei energetischen Zuständen des Myons im Atom bestimmen. Laut Theorie hängt dieser gemessene Energieunterschied davon ab, wie gross der Atomkern ist. Aus den theoretischen Gleichungen lässt sich deshalb mithilfe der gemessenen Resonanzfrequenz der Radius des Heliumkerns bestimmen. Diese Analyse der Daten erfolgte in der Gruppe von Randolf Pohl in Mainz.

Ein Rätsel verblasst

Bilder: PSI/Markus Fischer

Bereits 2010 hatten die Forschenden am PSI auf die gleiche Weise den Radius des Protons gemessen. Ihr Wert stimmte damals nicht mit demjenigen überein, den andere Messmethoden geliefert hatten. Man sprach vom Protonenradius-Rätsel und manche spekulierten, dass eine neue

Aldo Antognini freut sich über das herausragende Ergebnis einer langen Forschungsarbeit.

5/2021

Physik in Form einer bisher unbekannten Wechselwirkung zwischen dem Myon und dem Proton dahinterstecken könnte. Diesmal gibt es keinen Widerspruch zwischen dem neuen, präziseren Wert und den Messungen mit anderen Methoden. «Damit wird die Erklärung der Ergebnisse mit neuer Physik jenseits des bisherigen Standardmodells unwahrscheinlicher», sagt Kottmann. Zudem näherte sich in den letzten Jahren der mit anderen Methoden bestimmte Wert des Protonenradius der präzisen Zahl des PSI. «Das Protonenradius-Rätsel existiert zwar noch, aber es verblasst langsam», bilanziert Kottmann. «Unsere Messung kann auf verschiedene Weise genutzt werden», sagt Julian Krauth, Erstautor der Studie: «So ist der Radius des Heliumkerns ein wichtiger Prüfstein für die Kernphysik.» Die Atomkerne werden durch die sogenannte starke Wechselwirkung zusammengehalten, eine der vier Grundkräfte der Physik. Mit der Theorie der starken Wechselwirkung, Quantenchromodynamik genannt, möchten Physiker den Radius des Heliumkerns und anderer leichter Atomkerne mit wenigen Protonen und Neutronen voraussagen können. Der äusserst präzise gemessene Wert des Heliumkern-Radius stellt diese Voraussagen auf die Probe. Damit lassen sich auch neue theoretische Modelle der Kernstruktur testen, um Atomkerne so noch besser zu verstehen. Die Messungen an myonischem Helium können aber auch verglichen werden mit Experimenten mit normalen Heliumatomen und -ionen. An diesen lassen sich mit Lasersystemen ebenfalls Energieübergänge auslösen und messen – hier allerdings von Elektronen anstatt Myonen. Die Messungen an elektronischem Helium sind gerade im Gange. Vergleicht man dann die Resultate beider Messungen, lassen sich Rückschlüsse auf fundamentale Naturkonstanten ziehen, wie die Rydberg-Konstante, die in der Quantenmechanik eine wichtige Rolle spielt.

«denn mit unserem Lasersystem sind wir an der Grenze der Technologie, da kann leicht etwas kaputtgehen.» «Noch schwieriger wird das bei unserem neuen Projekt», fügt Karsten Schuhmann von der ETHZ hinzu. «Hier widmen wir uns nun dem magnetischen Radius des Protons. Und dafür müssen die Laserpulse noch einmal zehnfach energiereicher sein!» Das jetzige Ergebnis ist das Resultat einer 20-jährigen Zusammenarbeit zwischen international renommierten Instituten wie dem PSI, der ETH Zürich, dem Max-PlanckInstitut für Quantenoptik in Garching bei München, dem Institut für Strahlwerkzeuge der Universität Stuttgart, dem Exzellenzcluster Prisma+ der Universität in Mainz sowie dem Laboratoire Kastler Brossel und dem CNRS in Paris, den Universitäten von Coimbra und Lissabon in Portugal und der National Tsing Hua University in Taiwan. Gefördert wurde die Arbeit unter anderem vom European Research Council, dem Schweizerischen Nationalfonds und der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Originalpublikation Julian J. Krauth et al., «The alpha particle charge radius from laser spectroscopy of the muonic helium-4 ion», Nature (2021); DOI: 10.1038/s41586-021-03183-1 Medienmitteilung Paul-Scherrer-Institut www.psi.ch

Fachkompetenz in der Fluid- & Gastechnologie

Zusammenarbeit mit langer Tradition

- Verschraubungen - Druckregler & Zuebhör - Filter & Filterelemente

- Rohre & Schläuche - Ventile & Kugelhähne - sowie vieles mehr

Während die Messung des Protonenradius erst nach langwierigen Versuchen gelungen war, klappte das Heliumkern-Experiment auf Anhieb. «Wir hatten Glück, dass alles reibungslos verlief», erzählt Antognini,

Eine detailierte Übersicht unseres Produktportfolios sowie unserer Dienstleistugen finden Sie in unserem Online-Shop: www.hps-solutions.ch HPS Solutions GmbH | Fraunhoferstr. 5 | D-82152 Martinsried +49 (0) 89 744 926-0 | info@hps-solutions.de

PUBLIREPORTAGE

Da steckt Schweizer Zuverlässigkeit drin

ebro-Messtechnik – die zuverlässige Lösung für jedes Labor Ein zuverlässiges, regelmässig kalibriertes Messmittel erleichtert nicht nur das Arbeiten, es bietet auch Sicherheit und Rückverfolgbarkeit. Das Motto der ebroSchweiz: Kundenspezifische Beratung vor und nach dem Kauf und einen zuverlässigen, prompten Reparatur- & Kalibrationsservice.

Thermometer & Datenlogger Temperatur, Druck/Vakuum, Feuchte, Leitfähigkeit

Bilder: ebro Electronic GmbH

Unsere Produktpalette umfasst: – Präzisionsthermometer, Hygro- und Vakuummeter – Datenlogger für (Tief-)Kühler, Inkubatoren und Raumüberwachung (auch Funk / LAN / WLAN) – USB-Datenlogger EBI-300/310 – auch für Transportüberwachung – Wasser- & dampfdichte Datenlogger für Labor, Betrieb und Validierung – Mini-Datenlogger (16.5 × 43 mm), IP68 – wasser- & dampfdicht – Basis-, Profi-, Validierungssoftware – alle Messgeräte verfügen über eine einfach wechselbare Batterie – Produktion aller Pt-100/1000- und Druck-Messgeräte in Deutschland

Kompetent, zuverlässig, schnell Unsere hochwertigen Produkte, unser Fachwissen und die langjährige Erfahrung machen uns zu einem zuverlässigen Partner. Testen Sie uns und überzeugen Sie sich selbst. Zertifiziert nach ISO 9001:2015.

Service, Reparaturen, Kalibrationen Um Unterbrüche in der Messkette möglichst zu vermeiden und wenn, dann kurz zu halten, bieten wir einen prompten und zuverlässigen Service in unserem Hause in Urdorf/Zürich an oder auf Wunsch und nach Möglichkeit auch einen Vor-Ort-Service. Alle nötigen Ersatzteile sind bei uns lagermässig verfügbar, sowohl für unsere Kunden als auch für unseren Service. Bei länger dauernden Reparaturen bieten wir einen Leihservice mit kalibrierten Messgeräten an. Auf Wunsch erinnern wir Sie kostenlos vier Wochen vorab an den nächsten Rekalibrationstermin. 36

Kontakt

Refraktometer, Polarimeter Präzise, bewährte und einfach zu bedienende Refraktometer und Polarimeter, inklusive Prüf- und Kalibrationssets von Bellingham & Stanley, ergänzen unser hochwertiges Produktportfolio.

ebro Electronic GmbH Dorfstrasse 26 d CH-8902 Urdorf +41 44 777 17 63 info@ebrogmbh.ch www.ebrogmbh.ch

5/2021

VERFAHRENSTECHNIK

Was tun gegen Cyber-Bedrohungen?

Pharmazeutische Produktionsstätten in Gefahr In der pharmazeutischen Industrie erfordert jede Produktionsanlage ein besonderes Mass an Sorgfalt – in der letzten Zeit sogar noch mehr als sonst. Cyberkriminelle haben es nämlich gerade angesichts der Pandemie auf die Pharmaindustrie und ihre Produktion abgesehen. Aufgrund der nicht berechenbaren politischen, finanziellen und sozialen Folgen versuchen selbst Staaten, sich durch illegales Erlangen von Forschungsergebnissen oder Wirkstoffformeln Vorteile zu verschaffen.

So haben etwa laut dem südkoreanischen Geheimdienst sowie dem russischen Sicherheitssoftware-Hersteller Kaspersky nordkoreanische Hacker versucht, illegal an Informationen über den CoronavirusImpfstoff des US-Pharma-Unternehmens Pfizer zu gelangen und hatten es dabei auch auf Daten zur Behandlung einer Corona-Infektion abgesehen. Cyberangriffe durch kriminelle oder terroristische Organisationen stellen gerade für sensible Schlüsseltechnologien wie pharmazeutische Unternehmen ernste Bedrohungen dar. Betriebsunterbrechungen, Ausfallzeiten, verunreinigte Produkte, die Notwendigkeit monatelanger Neu-Evaluierungen, das Auslaufen von Gefahrenstoffen und Datenschutzverletzungen (die zur unfreiwilligen Bekanntgabe von Rezeptur- oder Wirkstoffdaten führen) sind die drohenden Folgen dieser Unsicherheitsfaktoren. Die Stakeholder können und sollten vor den potenziell tödlichen Folgen solcher Vorfälle geschützt werden.

Hauptbedrohungen in der OT Die zwei grössten Sicherheitsherausforderungen in pharmazeutischen OperationalTechnology-Umgebungen (OT) sind zum einen die Überprüfung der Sicherheit von Endgeräten, die per Air-Gap-(Luftspalt)-Methode abgeschottet sind. Bei dieser Methode werden zwei IT-Systeme voneinander physisch und logisch getrennt, die Übertragung von Nutzdaten aber dennoch zugelassen. Zum anderen gilt es, Bedrohungen CEO von TXOne Networks, einem Joint Venture von TrendMicro und Moxa

5/2021

Bild: Adobe Stock

Dr. Terence Liu 1

Gerade in der Pharmaindustrie hat Datensicherheit einen unschätzbar hohen Wert.

einzudämmen, die durch Techniker von Drittanbietern verursacht werden, die ihre eigenen Endgeräte in das Netzwerk eines Unternehmens einbringen. Denn wenn Partner, Lieferanten oder Berater zur Wartung der IT vor Ort sind, müssen sie ihre potenziell infizierten Laptops oder USBSticks mit dem Netzwerk des Industrial Control Systems (ICS) oder den Produktionsanlagen verbinden. Laut einer aktuellen Umfrage haben 60 Prozent der befragten Unternehmen im Jahr 2020 «Malware-Aktivitäten verzeichnet, die sich von einem Mitarbeiter zum anderen verbreitet haben» [1]. Konventionelle Endpoint-Security-Lösungen, das heisst, Sicherheitslösungen, die einzelne Endgeräte, wie etwa Greifarme, in einem Produktionsablauf schützen, können diese Probleme nicht lösen. Sie sind nämlich für sogenannte On-Premise-ITUmgebungen entwickelt worden. Das sind dezentrale IT-Lösungen an einem bestimmten Standort. Die komplexen Produktionsabläufe in der Pharmaindustrie werden jedoch eher über standortübergreifende Netzwerke gesteuert und erfor-

dern somit zentralisierte Lösungen. Um die OT-Netzwerke der Pharmaindustrie vor Sicherheitsbedrohungen zu schützen, stellt TXOne Networks, ein führender Anbieter von OT-Sicherheitslösungen, einige Erkenntnisse aus erster Hand vor, was grosse pharmazeutische Produktionsunternehmen tun können, um die Sicherheit ihrer Produktionsanlagen zu stärken.

Sechs Tipps zur Verbesserung der OT-Sicherheit Mit diesen sechs Praktiken können die betriebliche Sicherheit verbessert und Produktionsstätten vor möglichen Beeinträchtigungen geschützt werden: 1. Mobil-taugliches Scansystem installieren Um den aktuellen Zustand der eingesetzten IT besser erfassen zu können, wird eine mobile IT-Sicherheitslösung zum Scannen von Malware benötigt, die zur routinemässigen Wartung der IT-Systeme von Gerät zu Gerät mitgenommen werden 37

VERFAHRENSTECHNIK

2. Routinemässige «Log-Only»-Cybersecurity-Checks Bei sensiblen Produktionsanlagen sollten Unternehmen eine Scan-Lösung einsetzen, die sogenannte «Log-Only»-Scans durchführen kann, bei denen die Ergebnisse lediglich protokolliert und dokumentiert werden. Sicherheitsexperten und ITAdministratoren bevorzugen in der Regel Scanner, die ein Scan-Protokoll erstellen, ohne bei erkannten Bedrohungen sofort Massnahmen zu ergreifen. Auf diese Weise können sie vermeiden, dass geschäftskritische Programme oder Dateien entfernt werden, und die Unternehmen können bei Bedarf einen massvolleren Ansatz wählen, um die Bedrohung zu beseitigen. 3. Prüfen auf «EndpunktSchwachstellen» Die bei der Überprüfung der Produktionsanlagen gesammelten Daten können verwendet werden, um zu verstehen, welche Patches und Anwendungen auf jedem einzelnen Endgerät in der Produktion installiert sind, und um nicht gepatchte Geräte, Ressourcen oder Betriebssysteme zu erkennen, deren Produktlebenszyklus abgelaufen ist (sogenannte «End-of-Life Operating Systems»). Dies verbessert die transparente Ermittlung des jeweiligen Status, insbesondere bei eigenständigen IT-Geräten, und vereinfacht den Prozess der Verwaltung eines industriellen Steuerungssystems (Industrial Control System – ICS). 4. Gründliche Plug-and-ScanSicherheitsinspektionen Jedes digitale Endgerät, das vor Ort am Produktionsstandort eingesetzt wird, muss einen Kontrollpunkt durchlaufen, an dem es auf Bedrohungen für die IT-Sicherheit gescannt wird, die sich in seinem Inneren verstecken können. Eine mobile ScanningLösung, die einfach und schnell zwischen den jeweiligen Endgeräten ausgetauscht werden kann, ist dafür unerlässlich. 5. Zentrales Protokollieren von AssetInformationen und Scan-Ergebnisse Eine werksweite oder sogar unternehmensweite Perspektive macht das Sam38

Bild: Txone Networks

kann, um Bedrohungen so früh wie möglich zu erkennen und zu verhindern, dass sie sich in lokalen Dateien verstecken.

Hacker haben es seit der Corona-Pandemie vermehrt auf Pharmaunternehmen abgesehen.

meln von Informationen über die Unternehmens-IT zu einem Kinderspiel. Um den Audit-Prozess zu straffen, sollten Pharmaunternehmen ein festes Prüfverfahren («Audit-Trail») zur Einhaltung der Compliance erstellen. Auf diese Weise können sie allen Beteiligten in der Lieferkette (einschliesslich Spitäler, Apotheken und anderen Gesundheitsdienstleistern) auf einfache Weise Sicherheitszeitpläne oder Dokumentationen zum Status der IT zukommen lassen. 6. Nutzen von Security-OperationZentren optimieren Ein ideales «Security Information and Event Management»-System (SIEM-System) sollte in der Anwendung so bequem wie möglich sein, indem es zentral organisierte Protokolle und Ereigniserfassung ermöglicht, unabhängig vom Fabrikat der Produktionsgeräte, die ein Unternehmen in Bezug auf IT-Sicherheit untersucht. Die Protokolle sollten sich zum Beispiel leicht in SIEMSysteme wie etwa QRadar oder Splunk exportieren lassen. Im Idealfall wahrt ein Unternehmen die Datenintegrität und speichert die Daten so, dass sie beispielsweise den Anforderungen der Patientensicherheit bei klinischen Studien und anderen rechtlichen Vorgaben genügen. Wenn ungesicherte mobile Geräte an einen Produktionsstandort gebracht werden und den IT-Kontrollpunkt eines Unternehmens erreichen, müssen die SicherheitsScans schnell und gründlich erfolgen. Aufzeichnungssysteme zum Nachweis der Compliance und zur Überwachung von Produktionsgeräten sollten bequem und so gestaltet sein, dass sie sich gut in die täglichen Arbeitsroutinen einfügen. Jeder Prozess im Sicherheitskonzept eines Unter-

nehmens sollte so einfach und intuitiv wie möglich sein. Ein vielversprechender Weg, diese komplexen und vielfältigen Sicherheitsherausforderungen zu bewältigen, ist der Einsatz von portablen Endpunkt-Sicherheitslösungen zum Schutz der OT-Netzwerke der Pharmaindustrie. Dieser Ansatz funktioniert am besten, wenn die jeweilige mobile Lösung genau auf die Bedürfnisse des Unternehmens zugeschnitten ist.

Fazit Mobile Sicherheitslösungen, sogenannte Portable-Security-Lösungen, helfen den Eigentümern und Betreibern von Industrial Control Systems (ICS) bei der Durchführung von Malware-Scans sowie bei der Erfassung sicherheitsrelevanter Informationen auf Standalone-Computern und in Air-Gapped-Systemen. Diese USB-basierten Lösungen enthalten bereits die benötigte Scan-Software und können so das Erkennen und Entfernen von Malware wesentlich erleichtern, da keine SicherheitsSoftware auf den Zielsystemen selbst installiert werden muss. So können Pharmaunternehmen bei Bedarf MalwareScans durchführen, wann und wo immer sie benötigt werden, und müssen sich keine Sorgen über Leistungseinbussen auf den gescannten Geräten machen. So vereinfachen mobile Sicherheitslösungen den Prozess der Sicherheitsüberprüfung und ermöglichen es den Anwendern, ihre Compliance nachzuweisen. Literatur [1] Mimecast, «The State of Email Security 2020», https://www.mimecast.com/globalassets/cyber-resiliencecontent/the_state_ of_email_security_report_2020.pdf?utm_ source =pr&utm_medium=pr&utm_campaign =7013l000001N4dRAAS; letzter Zugriff am 13 April 2021

Kontakt TXOne Networks Herr Christophe Strauven Business Development Manager Europe +32 498 97 19 49 christophe_strauven@txone-networks.com www.txone-networks.com

5/2021

VERFAHRENSTECHNIK

Weisser Phosphor

Ein Ausgangsstoff – unzählige Produkte

Gefährlich, harsch und entzündlich Die gegenwärtig verwendeten industriellen Verfahren zur Umwandlung des weissen Phosphors in wertvolle Produkte besitzen jedoch einige schwerwiegende Nachteile. Neben harschen Reaktionsbedingungen sowie der Verwendung gefährlicher und sehr leicht entzündlicher Reagenzien, zählt besonders die schlechte Ressourceneffizienz dazu.

In einem Schritt ans Ziel Ein Forschungsteam am Institut für Anorganische Chemie um Dr. Daniel Scott und Prof. Dr. Robert Wolf hat eine breit anwendbare Methode zur Herstellung verschiedener industriell relevanter Phosphorverbindungen direkt aus weissem Phosphor gefunden. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift «Nature Chemistry» publiziert. Im Gegensatz zu den bereits etablierten, mehrstufigen Verfahren ermöglicht diese neue Methode den Zugang zu einer strukturell vielfältigen Produktpalette in lediglich einem einzigen Reaktionsschritt. Zu den auf diese Weise hergestellten Produkten gehört das Phosphoniumsalz Tetrakis(hydroxymethyl) phosphoniumchlorid (THPC), das in der Industrie als Ausgangs5/2021

material für die Produktion von Flammschutzmitteln für Textilien verwendet wird. Weitere Ergebnisse sind z.B. die hypophosphorige Säure – die industriell als Reduktionsmittel und als synthetisches Zwischenprodukt für die Synthese von organischen Phosphorverbindungen dient – und die ebenfalls einfach zugängliche Verbindung Phosphan (PH3) – die technisch unter anderem als Begasungsmittel und ebenfalls als synthetisches Zwischenprodukt für die Herstellung von organischen Phosphorverbindungen verwendet wird.

Patent bereits angemeldet «Entscheidend für den Erfolg der Methode ist die Verwendung der kommerziell erhältlichen Chemikalie Tri-n-butylzinnhydrid», erklärt Wolf: «Dadurch können die Reaktionen unter sehr milden Bedingungen ablaufen.» Der Vorteil dieser Zinnverbindung ist, dass sie leicht zurückgewonnen, effizient recycelt und sogar auf katalytische Weise verwendet werden

Ausgewählte Phosphorverbindungen, die sich mit der neuen Methode direkt aus P4 herstellen lassen.

kann. Mit ihrem neuen Verfahren zur Umwandlung von weissem Phosphor, haben die Regensburger Wissenschaftler eine Methode entwickelt, die eine praktische, vielseitige, kostengünstige und ressourcenschonende Alternative zu etablierte Vorgehensweisen ist. Aufgrund der industriellen Relevanz der Ergebnisse wurde die Patentierung der Ergebnisse beantragt. Originalpublikation D. J. Scott, J. Cammarata, M. Schimpf, R. Wolf, «Synthesis of Monophosphines Directly from White Phosphorus», Nat. Chem.; DOI: 10.1038/s41557-021-00657-7

Bild: Shutterstock

Chemische Verbindungen des Elements Phosphor besitzen viele verschiedene Anwendungen in sehr unterschiedlichen Bereichen, u.a. in der pharmazeutischen Industrie, der Textilindustrie, der Landwirtschaft und der Halbleiterindustrie. Die Herstellung fast aller dieser wichtigen Phosphorreagenzien basiert auf einem einzigen gemeinsamen Zwischenprodukt: dem weissen Phosphor (P4).

Bild: Daniel Scott

Es ist nicht einfach, chemische Verfahren für die Industrie zu entwickeln. Oft sind sie zu gefährlich, zu unwirtschaftlich oder schlecht für die Umwelt. Umso wichtiger sind neuartige Methoden, die speziell für die industrielle Produktion entwickelt worden sind. Chemiker der Universität Regensburg finden einen verbesserten Prozess, um relevante Phosphorverbindungen direkt aus weissem Phosphor herzustellen.

Was im kleinen Massstab noch machbar ist, wird oft aus sicherheitstechnischen Gründen bei grösseren Prozessen nicht möglich sein.

Kontakt Prof. Dr. Robert Wolf Universität Regensburg Institut für Anorganische Chemie Universitätsstr. 31 D-93053 Regensburg +49 941 943 4485 robert.wolf@ur.de www.uni-regensburg.de

FIRMEN BERICHTEN

Partikelcharakterisierung pharmazeutischer Wirkstoffe

Trockendispergierung organischer Substanzen Die Wahl der geeigneten Dispergiermethode in Abhängigkeit der zu analysierenden Substanz hat einen erheblichen Einfluss auf die Ergebnisse der Partikelgrössenmessungen mittels Laserbeugung (auch statische Laserlichtstreuung). Die Verwendung einer neuartigen Dispergiereinheit für die Trockendispergierung pharmazeutischer Wirkstoffe ermöglicht sowohl die schonende Probenvorbereitung als auch die Partikelgrössenmessung bei minimalem Probenverbrauch.

Dr. Frederik Schleife ¹ Die allumfassende Analyse der chemischen und physikalischen Eigenschaften pharmazeutischer Wirk- und Hilfsstoffe bildet die entscheidende Grundlage für deren spezifische Entwicklung sowie Formulierung zum massgeschneiderten Einstellen der finalen Produkt- bzw. Medikamenteneigenschaften. Somit muss deren Charakterisierung nicht nur eine zentrale Rolle der Produktentwicklung, sondern vor allem auch der Qualitätssicherung entlang der Produktionskette zuteilwerden.

Auch für die Applikation in Tablettenform ist die Primärpartikelgrösse mehr als entscheidend. Geringe Korngrössen der Ausgangssubstanzen ermöglichen zwar einen hohen Grad an Kompaktierbarkeit und somit an finaler Tablettenfestigkeit, verhindern jedoch aufgrund nur geringer Kornzwischenräume ein effektives und schnelles eindiffundieren von Flüssigkeit und setzen somit die Geschwindigkeit der Wirkstofffreisetzung herab. Zur Verarbeitung von Pulvergemischen, z. B. von Wirk- und Hilfsstoffen ist die Kenntnis der Partikelgrössen der Einzelsubstanzen essenziell. Nur eine nach Mög-

lichkeit homogene Partikelgrössenverteilung des Pulvergemischs verhindert effektiv ein Entmischen der Einzelkomponenten während einzelner Produktionsschritte und garantiert somit eine gleichbleibende Qualität hinsichtlich der Zusammensetzung und Wirkstoffkonzentration im finalen Medikament.

Art der Probenvorbereitung ist zentral Die weit verbreitete und am häufigsten verwendete Methode für die Partikelgrössenanalyse pulverförmiger Substanzen stellt

Die Partikelgrössenverteilung ist entscheidend

3P Instruments, Odelzhausen (D)

Bilder: 3P Instruments

Besonders die Partikelgrössenverteilung stellt einen der wichtigsten charakteristischen Parameter pulverförmiger Substanzen dar, welcher über die finale Produktperformance entscheidet und muss somit im Entwicklungsprozess zielgenau eingestellt bzw. während der Produktion fortlaufend kontrolliert werden. Grund dafür ist der direkte Zusammenhang zwischen der Löslichkeit, und somit der Bioverfügbarkeit, einer pulverförmigen Substanz und deren Partikelgrössenverteilung. Die grosse Oberfläche sehr feinteiliger Pulver sorgt für eine höhere Löslichkeit in beispielsweise einem Trägermedium für die Verabreichung oder im Körper selbst. Anderenfalls neigen Pulver mit sehr geringer Partikelgrösse stark zum Stauben, was wiederum deren sichere Handhabung während der Produktion, Abfüllung und auch medizinischen Anwendung erschwert.

Bild 1: Der Bettersizer 2600 mit Kleinvolumen-Trockendispergiereinheit BT-903.

5/2021

FIRMEN BERICHTEN

gewährleisten, was aber dank integrierter, digitaler Druckregler und vorgeschalteter Luftfilter keinerlei Herausforderung für moderne Systeme (wie z. B. den Bettersizer 2600) darstellt.

Unterschiede in der Trockendispergierung

Bild 2: Standard-Venturi-Geometrie (links) und Koaxial-Venturi-Geometrie (rechts).

die Laserbeugung (auch statische Laserlichtstreuung genannt) dar. Nicht zuletzt aufgrund des mit dieser Methode abdeckbaren, breiten Partikelgrössenbereichs (von wenigen Nano- bis Millimetern), höchster Reproduzierbarkeit (bei richtiger Anwendung liefern moderne Messgeräte Ab weichungen zwischen Wiederholungsmessungen < 0,5 %), kürzester Messdauer (Einzelmessung < 10 Sekunden) und einfachster Anwendung, dank SOP-gestützter und somit vollautomatischer Messdurchführung. Auch wenn die Anforderungen an Partikelgrössenanalysatoren in zahlreichen Normen (z. B. ISO 13320:2020, USP <429 >) genau definiert und somit streng reglementiert sind, obliegt die jeweilige Messdurchführung und vor allem Probenvorbereitung in Abhängigkeit der anwendungsspezifischen Anforderungen dem Anwender. Dafür unterscheidet man im Wesentlichen zwischen den Möglichkeiten der Nassund Trockendispergierung der Probe. Obwohl sich nahezu jedes gängige Lösemittel für eine Nassdispergierung verwenden lässt, sind für die Analyse von Substanzen mit hoher Wasserlöslichkeit (pharmazeutische Wirkstoffe aber auch Hilfsstoffe wie Zucker oder Salze) die Anforderungen an die Reinheit bzw. Wasserfreiheit des Dispergiermediums von höchster Priorität. Gerade deshalb eignet sich eine Trockendispergierung mit Druckluft hervorragend für die Partikelgrössenanalyse wasserlöslicher Pulver im Zuge der Qualitätskontrolle dieser. Denn für eine reproduzierbare Probenvorbereitung und -förderung mittels Trockendispergierung ist im Wesentlichen nur eine konstante Druckluftqualität hinsichtlich des Drucks und der Reinheit zu 5/2021

Dennoch gibt es Unterschiede bei der Wahl des Designs und Aufbaus der Trockendispergiereinheit. Die sehr häufig verwendete Standard-Venturi-Geometrie (Bild 2, links) sorgt für eine Separation der Partikel durch einen Aufprall dieser auf einer sogenannten Prallplatte. Dies birgt die Gefahr der zusätzlichen Veränderung der Primärpartikelstruktur. Besonders im Fall kristalliner, organischer und somit weicher Substanzen kann dies zu einem Aufbrechen der Primärpartikel führen, wodurch das Ergebnis der anschliessenden Korngrössenmessung einen fälschlicherweise zu hohen Feinanteil suggeriert und nicht mehr die partikulären Eigenschaften der ursprünglichen Probe widerspiegelt. Da dies für eine repräsentative Partikelgrössenmessung unter allen Umständen zu vermeiden ist, muss bei der Wahl der Trockendispergiereinheit auf den zur Probenart passenden Aufbau des Venturi-Systems geachtet werden. Eine Alternative zum Standard-Venturi-Aufbau mit Prallplatte stellt der sogenannte Koaxiale-Venturi-Aufbau dar (Bild 2, rechts).

bile Ergebnisse liefern, da die Probe bereits vollständig deagglomeriert für die Messung vorliegt. Kommt es dennoch weiterhin zu einer Probenverfeinerung ist dies auf ein Brechen der Primärpartikel zurückzuführen.

Wahl des Dispergierdrucks Soll nun bestimmt werden, bei welchem Druck die Probe für die Partikelgrössenmessungen dispergiert werden muss, empfiehlt sich ein Druck-Titrationsexperiment – sprich Messungen ein und derselben Probe bei unterschiedlichem Dispergierdruck. Bild 3 zeigt eine solche Druck-Titrationskurve für die Partikelgrössenmessung einer mikronisierten Probe des Wirkstoffs Domperidon (Bild 4). Die Einzelmessungen wurden in einem Druckbereich von 0,5 bis 4,0 bar mit schrittweiser Druckerhöhung um 0,5 bar und unter Verwendung des Koaxial-Venturi-Aufbaus durchgeführt. Dargestellt ist hier die Druckabhängigkeit der charakteristischen Durchgangswerte D10, D50 und D90 der Partikelgössenverteilungsfunktionen. Diese Dx-Werte beschreiben, dass x % der Partikel der Probe – in Bezug auf das Gesamtvolumen des Partikelkollektivs – kleiner als der angegeben Wert sind. Es zeigt sich eine Verringerung der Partikelgrösse (vor allem des D90-Werts) mit steigendem Druck. Der schnelle Abfall der

Evaluierung eines Trockendispergiersystems Wie findet man nun heraus, ob das verwendete Trockendispergiersystem für die zu messenden Proben geeignet ist? Zunächst, unabhängig von der Geometrie des Venturi-Systems, benötigt es für eine Deagglomeration der Partikel eine gewisse mechanische Beanspruchung dieser, welche sich über die Stärke des angelegten Luftdrucks einstellen lässt. Je nach Stärke der interpartikulären Wechselwirkungen und dem daraus resultierenden Agglomerationsgrad einer Probe wird dafür ein spezifischer Luftdruck für die vollständige Deagglomeration benötigt. Eine darüber hinaus weitere, schrittweise Erhöhung des angelegten Drucks sollte dann jedoch sta-

Tel. +41 31 972 31 52 Fax +41 31 971 46 43 info@msp.ch www.msp.ch

FIRMEN BERICHTEN

Neuartige Dispergiereinheit für den Pharma-Einsatz

30 D10

x / µm

D50

D90

15 10 5 0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

Dispergierdruck / MPa

Bild 3: Partikelgrössen-Dispergierdruck-Titrationskurve der mikronisierten Domperidon-Probe.

Titrationskurve bereits bei niedrigem Druck bzw. der verhältnismässig grosse Einfluss relativ kleiner Druckdifferenzen bei geringem Dispergierdruck ist auf eine Deagglomeration zurückzuführen. Bei wei-

Bild 4: Lichtmikroskopaufnahme der kristallinen, mikronisierten Domperidon-Probe.

terer Druckerhöhung stellt sich zwischen 2,0 bis 3,5 bar ein stabiler Plateau-Bereich in der Titrationskurve ein, innerhalb dessen es, dank des Koaxial-Venturi-Aufbaus, zu keiner weiteren Verfeinerung und somit zu keiner Änderung der Primärteilchenstruktur kommt. Dies wird erst ab einem Dispergierdruck von 4,0 bar beobachtet. Demzufolge kann für die Partikelgrössenmessungen der Domperidon-Probe eine Trockendispergierung mit Koaxial-VenturiGeometrie bei 2,0 bar empfohlen werden. Hier liegt die Probe weitestgehend deagglomeriert, aber eben gegenüber dem Originalzustand unverändert vor und somit spiegeln die Messergebnisse die partikulären Eigenschaften repräsentativ wider.

Die gezeigten Messungen wurden mit dem Partikelgrössenmessgerät Bettersizer 2600 durchgeführt. Für diesen sind zwei unterschiedliche Trockendispergiereinheiten verfügbar. Während die Standard-Einheit BT-902 auch für den grossen Probendurchsatz geeignet ist, ermöglicht die Kleinvolumen-Trockeneinheit BT-903 Messungen mit wenigen Milligramm (Probenabhängig bereist ab 50–200 mg). Beide Einheiten nutzen den Koaxial-Venturi-Aufbau und eigenen sich somit hervorragend für die Charakterisierung fragiler, organischer Substanzen. Im Besonderen lässt sich der Bettersizer 2600 mit der Trockenheit BT-903 für den Einsatz in der PharmaIndustrie uneingeschränkt empfehlen: Er bringt alle Anforderungen an ein modernes Partikelgrössenmessgerät mit sich (Konformität mit ISO 13320, 21 CFR Part 11, etc.) und zeichnet sich darüber hinaus durch die besonders schonende Dispergierung bei minimalem Probenverbrauch aus.

Kontakt Dr. Frederik Schleife European Product Manager Bettersize 3P Instruments GmbH & Co. KG Rudolf-Diesel-Strasse 12 D-85235 Odelzhausen +49 8134 9324 0 info@3P-instruments.com www.3P-instruments.com

Aus der Praxis für die Praxis! www.chemiextra.com

5/2021

LITERATUR

Reinigung im pharmazeutischen Betrieb bis hin zu Dekontamination, mikrobiologisches Monitoring und Reinigungsvalidierung ist alles dabei. Timo Krebsbach (Hrsg.) «Reinigung und Desinfektion im pharmazeutischen Betrieb», 2021, 1. Auflage, 304 Seiten, Softcover, Editio Cantor Verlag, ISBN: 978-3-87193-486-5. Vor, während und nach der Produktion – Reinigung und Desinfektion auf höchstem Niveau. Klare, gesicherte Aussagen, wertvolle Hinweise für Problemlösungen und Praxistipps, die Sie bei Ihrer täglichen Arbeit im Unternehmen effektiv und effizient einsetzen können. Auftrags- und Kostendruck sowie zu wenig Zeit für gezielte Fortbildung sorgen häufig für schwindende Anwendungskenntnisse. Berufseinsteiger und Weiterbildungsinteressierte, die praktische Kenntnisse vor Ort benötigen, finden hier Gelegenheit und den richtigen Einstieg in das Thema. Profitieren Sie von den langjährigen Erfahrungen unserer Autoren. Kein Wischiwaschi, sondern verständliches und lösungsorientiertes Expertenwissen zum Nachlesen! Von Hygienic Design und GMP über Hygiene in Prozess, Anlage und Umgebung bis hin zu Reinigungstechnologien, -verfahren, Desinfektion, Dekontamination, mikrobiologisches Monitoring, Reinigungsvalidierung einschließlich ihrer Aufrechterhaltung. Mit bewährter Anleitung für erfolgreiche, nachhaltige Mitarbeiter-Schulungen.

ISBN 978-3-87193-486-5

9 783871 934865

Reinigung und Desinfektion

Krebsbach, Herausgeber von «Reinigung und Desinfektion im pharmazeutischen Betrieb», diese Prozesse, die in Zeiten von Corona nochmals an Bedeutung gewonnen haben. Auf 304 Seiten mit zahlreichen Fotos, Abbildungen, Grafiken und Tabellen erfahren die Leserinnen und Leser praxisnah, worauf es bei der Reinigung und Desinfektion ankommt: von regulatorischen und hygienischen Anforderungen über Desinfektion inkl. Validierung

T. Krebsbach (Hrsg.)

Aus der Praxis für die Praxis – dafür steht die anerkannte Fachbuchreihe «ecv basics» des Verlags Editio Cantor. Mit Reinigung und Desinfektion im pharmazeutischen Betrieb ist nun ein neues Buch erschienen. Ein Praxisbuch für Berufseinsteiger, aber auch für Routiniers, die ihr Wissen auffrischen, vertiefen und auf den neuesten Stand bringen wollen. Als existenziell und lebenssichernd bezeichnet Dr. Timo

ecv basics

ecv basics_Krebsbach_Reinigung-und-Desinfektion_2021-02-16.qxp_Layout 1 16.02.21 11:20 Seite 1

T. Krebsbach (Hrsg.)

Reinigung und Desinfektion

im pharmazeutischen Betrieb

EDITIO CANTOR VERLAG

Quelle: Editio Cantor Verlag

STELLENINSERAT

Leiter/in Produktionsbetrieb Perspektive bei 1. Adresse der Chemie-Branche Das Unternehmen: weltweit erste Adresse der chemischen Industrie mehrere Tausend Mitarbeitende im In- und Ausland; Umsätze im Milliardenbereich besonders innovativ und weiter dynamisch in allen Unternehmensbereichen wachsend geeignetes Umfeld, um sich als Nachwuchsführungskraft weiterzuentwickeln und fachlich zu profilieren oder als Professional zu beweisen Einsatzort: Ostschweiz Ihre Perspektiven: verantwortliche disziplinarische und fachliche Leitung eines Produktionsbetriebs mit rund 30 Mitarbeitenden Sicherstellung der termin- und qualitätsgerechten Fertigung einer breiten Produktpalette nach Kundenspezifikation und unter Kostengesichtspunkten Gesamtverantwortung für Anlagen- und Betriebssicherheit rollierende Produktionsplanung und -kontrolle Orchestrierung des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) Investitionsplanung und -realisierung im Rahmen der Kapazitätssicherung und -erweiterung Mitarbeit bei der systematischen Optimierung von Verfahren und Technologien mit dem Ziel, Herstellungskosten zu senken und die Produktqualität zu steigern laufende Ressourcen-, Budget- und Mittelfristplanungen

starke und gleichzeitig balancierte Persönlichkeit, die als Machertyp (m/w) abholt und in alle Richtungen integrativ wirkt Souveränität und Zielsicherheit in Abstimmungsprozessen (dialog- und konsensorientiert, besonders integrativ) sicheres Strukturieren von Aufgaben und ergebnisorientiertes Arbeiten Routine in Ressourcenplanung und Budgetierung besondere Sensibilität für Termine, Kosten und Qualität Kommunikationssicherheit auf allen Ebenen gutes Englisch in Wort und Schrift Ihr nächster Schritt: Wir freuen uns auf Ihre Bewerbungsunterlagen mit Angabe der Kennziffer CE21-106. Bei Fragen stehen Ihnen unsere Berater Dr. Lothar Schmidt und Sebastian Hergott unter Tel. +41 (0) 41 348 01 10 zur Verfügung. Diskretion sichern wir Ihnen zu. Dr. Schmidt & Partner Group St. Niklausenstrasse 108, 6047 Kastanienbaum (Luzern) office@drsp-group.com www.drsp-group.com

Ihre Voraussetzungen: Studienabschluss mit Schwerpunkt Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Chemie, Kunststofftechnik o. ä. berufliche Praxis im Umfeld eines Produktions betriebes der chemischen Industrie (idealerweise im Bereich Kunststoffe) Führungserfahrung von Vorteil Potenzial für weitere (auch kurzfristige) Schritte in der Organisation durchsetzungs-

5/2021

Bild: Envato

WERKSTOFFE

Die Mechanismen hinter der wachsartigen Hautschicht von Efeublättern liefern Ideen für aktive Verpackungsmaterialien.

Interaktive Materialien

Vom Blatt zur Verpackung Forschende am Adolphe-Merkle-Institut (AMI) der Universität Freiburg (im Üechtland) haben herausgefunden, wie Umweltbedingungen den Wassertransport durch die wachsartige Hautschicht von Efeu- und Olivenblättern beeinflussen, und diese Funktion erfolgreich in künstlichen Membranen nachgeahmt. Ihre Entdeckungen könnten zur Entwicklung aktiver Verpackungsmaterialien und adaptiven Barriereschichten für weitere Anwendungen führen.

Die Kutikula – ein dünnes Häutchen über der äussersten Zellschicht – dient Landpflanzen vor allem als schützende Membran und bewahrt diese vor dem Austrocknen. Während seit langem bekannt war, dass die Kutikulas von Efeu- und Olivenblättern asymmetrische Strukturen aufweisen, war bisher unklar, wie diese Architek-

turen den Wassertransport beeinflussen. Um ein besseres Verständnis für die Funktion dieser biologischen Membranen zu entwickeln und mit dem Ziel, diese in künstlichen Materialien nachzuahmen, haben sich Forscher der AMI-Gruppe Polymerchemie und Materialien unter der Leitung von Prof. Christoph Weder mit dem

Ein interdisziplinäres Netzwerk Das Projekt wurde von der Europäischen Kommission durch das Netzwerk Plant-Inspired Materials and Surfaces (PlaMatSu) gefördert. In dem Projekt arbeiteten drei Institutionen auf dem Gebiet der bioinspirierten Materialien zusammen: das AMI, die Universität Freiburg (im Breisgau) und die University of Cambridge (UK). PlaMatSu brachte Pflanzenbiologen, Polymerchemiker und Physiker der weichen Materie zusammen, um auf fundamentaler Ebene die Struktur und die Eigenschaften multifunktionaler pflanzlicher Kutikulas zu untersuchen, aber auch um neuartige künstliche Materialien und Oberflächen zu schaffen, die auf den Funktionsprinzipien der Kutikulas basieren. Dieses Ausbildungsnetzwerk bot neun Doktoranden die Möglichkeit, ihre akademische Ausbildung in einem internationalen multidisziplinären Rahmen zusammen mit zeitlich begrenzten Industriepraktika zu absolvieren. Ziel des Programms war es, wissenschaftliche Exzellenz und unternehmerische Innovation zu fördern sowie die Karriereaussichten der Forscherinnen und Forscher durch die Entwicklung ihrer Fähigkeiten in Unternehmertum, Kreativität und Innovation zu verbessern.

Pflanzenbiologen Prof. Lukas Schreiber von der Universität Bonn zusammengetan. Die Wissenschaftler isolierten Kutikulas aus Oliven- und Efeublättern und charakterisierten deren Strukturen und Wassertransporteigenschaften. Ausserdem stellten sie künstliche Nanokomposit-Membranen her, welche die asymmetrische Architektur dieser natürlichen Schutzschichten und deren Funktion imitieren.

Intelligenter Mechanismus zur Wasserregulierung Die Forschenden zeigten, dass die asymmetrische Architektur beider Membrantypen zu gerichteten Wassertransporteigenschaften führen kann, das heisst zu einer höheren Wasserdurchlässigkeit in einer der beiden Richtungen. Sie fanden zudem heraus, dass der Wassertransport beider Membranen durch ihren Hydratationsstatus reguliert wird: Bei trockener Umgebung wird die Wasserdurchlässigkeit durch die natürlichen Kutikulas reduziert, was den Pflanzen hilft, Wasser zu speichern. Bei Nebel und Regen schwellen die Kuti5/2021

WERKSTOFFE

kulas von aussen an, was die mechanischen und Transporteigenschaften dieser Membranen verändert und den Wasserfluss erhöht. Dieser Mechanismus kann es den Pflanzen ermöglichen, überschüssiges Wasser abzugeben. Andererseits können dehydrierte Pflanzen Feuchtigkeit über ihre Blätter aufnehmen.

Wertvoll für die Materialwissenschaft Die künstlichen Membranen, die in diesem Projekt entwickelt wurden, wiesen ähnliche Wassertransporteigenschaften auf. Ihre Zusammensetzung konnte leicht variiert werden, was bei den natürlichen Kutikulas nicht möglich ist. So konnten die Forschenden systematisch untersuchen, wie verschiedene Designparameter und Systemkomponenten den Wassertransport beeinflussen. Die neuen Membranen ver-

sprechen technologisch nützlich zu sein, zum Beispiel in adaptiven Verpackungsfolien und anderen Anwendungen, bei denen ein geregelter und gerichteter Stofftransport erwünscht ist. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift «Nature Communications» veröffentlicht worden. «Wir hoffen, dass unsere Studie als Beispiel für die Synergien dient, welche durch interdisziplinäre Forschung an der Schnittstelle von Biologie und Materialwissenschaft entstehen können», sagt Professor Christoph Weder, AMI-Lehrstuhl für Polymerchemie und Materialien. «Sie zeigt, dass es bei der bioinspirierten Materialforschung nicht nur darum geht, die Natur zu kopieren, sondern dass die Untersuchung künstlicher Systeme unser Verständnis natürlicher Materialien verbessern oder sogar revidieren kann», ergänzt Aristotelis Kamtsikakis, ein an der Arbeit massgeblich beteiligter Doktorand.

Originalpublikation A. Kamtsikakis et al., «Asymmetric water transport in dense leaf cuticles and cuticle-inspired compositionally graded membranes», Nature Communications (2021); DOI: 10.1038/s41467-021-21500-0 Quelle: Unicom Kommunikation & Medien

Kontakt Prof. Christoph Weder Adolphe-Merkle-Institut (AMI) Universität Freiburg Chemin des Verdiers 4 CH-1700 Freiburg christoph.weder@unifr.ch www.ami.swiss

DIMATEC Ihr TOC/TNb-Spezialist Kompakt – Leistungsstark – Preiswert

Laborsysteme:

Prozess-Systeme:

TOC/TNb-Analysatoren für Wasser- und Feststoffproben

TOC/TNb von Reinstbis Abwasser adaptiert auf Ihre individuelle Messaufgabe

www.dimatec.de

Baureihe SMP • Ansaughöhe bis zu 7 m (je nach Baugrösse) • Hermetisch dicht und absolut leckagefrei

Analysentechnik GmbH

DIMATEC Analysentechnik GmbH DE-79112 Freiburg (TB-Südwest) Tel. +49 (0) 76 64 / 50 58 605 tb-suedwest@dimatec.de www.dimatec.de

5/2021

Sie erhalten die DIMATEC-Systeme auch bei unserem Schweizer Vertriebspartner heusser umwelttechnik GmbH CH-8408 Wintherthur Tel. +41(0)52 223 05 84 info@heusserumwelttechnik.ch www.heusserumwelttechnik.ch

• Optimal einsetzbar für toxische, umweltgefährdende und aggressive Medien ALMATECHNIK AG Rebgasse 2 CH-4314 Zeiningen

Ins Almatechnik.indd 1

Telefon +41 61 853 09 09 Telefax +41 61 853 09 08 info@almatechnik.ch www.almatechnik.ch

15.04.21 09:25

VERBANDSSEITE

■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509 CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch

■ Präsident ■ Höhere Fachprüfung ■ Termine Kurt Bächtold Chemietechnologe Alle Termine online Siegfried AG, Daniel Müller anschauen: Bodenackerstrasse 15F Untere Brühlstrasse 4 www.cp-technologe.ch CH-4334 Sisseln CH-4800 Zofingen praesident@cp-technologe.ch weiterbildung@cp-technologe.ch

SCV SEKTION NORDWESTSCHWEIZ

Bild: Swissair Foto

23. Generalversammlung 2021

Chemische Industrie entlang des Rheins bei Schweizerhalle und Muttenz.

Aufgrund der Ausbreitung des Corona-Virus fand die Generalversammlung (GV) zum Schutz von unseren Mitgliedern auf dem schriftlichen Weg statt. Ein herzliches Dankeschön an unsere stimmberechtigten Mitglieder die an dieser schriftlichen Abstimmung und Wahlen teilgenommen haben. Alle Traktanden wurden mit grossem Mehr gutgeheissen. Herzlichen Dank. Das Protokoll der schriftlichen Abstimmungen und Wahlen kann auf folgendem Wege eingesehen werden:

– als Selfservice Download mit diesem Link: SCV Sektion NWS 23. GV Protokoll zu Abstimmungen und Wahlen – per Bestellung via E-Mail: mailto:scv-sektion-news@ bluewin.ch – persönlich bei jedem Vorstandsmitglied des SCV Sektion NWS.

Der Vorstand Sektion NWS Martino, Martin, Peter, Felice und Paul

Protokoll zur 23. GV 2021 Schriftliche Abstimmungen und Wahlen

2. Ergebnisse der Abstimmung Alle vier Traktanden wurden angenommen (Enth./Ja/Nein in %) 46

Bild: CABB

1. Statistische Angaben: Anzahl Stimmberechtigte 91 Eingereichte Stimmund Wahlzettel 12 davon ungültig 0 Total gültig eingereichte Stimm- und Wahlzettel 12 Stimmbeteiligung 13.2%

CABB zwischen Autobahn und Rhein.

5/2021

VERBANDSSEITE

1. Annahme des Rechnungsabschluss für 2020 (8/92/0) 2. Entlastung des Vorstandes (25/75/0) 3. Annahme Budget 2021 (8/92/0) 4. Annahme Jahresbeitrag für Aktivmitglieder unverändert 64 Fr. (0/100/0)

3. Ergebnisse der Wahlen Alle 12 Personen wurden gewählt (Enth./Ja/Nein in %) – Co.Präsidium: Martin Nagel & Martino Villani (17/83/0) – Rest Vorstand: Felice Bertolami (0/100/0); Paul Studer (8/92/0); Peter Tallowitz (8/92/0)

– Delegierte: Urs Kohler (0/100/0); Martin Naoel (0/100/0); Thomas Nagy (0/100/0) – Ersatz Delegierter: Georg Wolf (0/100/0) – 1. Revisor: Werner Meyer (8/92/0) – 2. Revisor: Georg Wolf (0/100/0)

– Ersatz Revisor: Thomas Nagy (0/100/0) 16. März 2021 Martin Nagel, SCV Sektion Nordwestschweiz, Leiter Wahlbüro Martino Villani, SCV Sektion Nordwestschweiz, Mitglied Wahlbüro

SCV SEKTION OBERWALLIS

Geschätzte Mitglieder Das Jahr 2020 bleibt uns allen sicherlich noch lange in Erinnerung. Ein Jahr, in dem das Covid-19 Virus, die Menschheit im Griff hatte. Ein Jahr, in dem wir alle unseren Beitrag geleistet haben, um die Pandemie einzugrenzen. Dies hatte auch Auswirkungen auf unsere Sektion. Es konnten keine Anlässe durchgeführt werden, das Geschäftliche wurde im Hintergrund weitergeführt. Aufgrund der Entscheidungen des Bundesrates, des Kantons sowie auch der Lonza, können wir aktuell die 50. Generalversammlung nicht gemeinsam mit euch durchführen und gebührend feiern. Dies hat der Vorstand bereits im Dezember 2020 entschieden und euch via Mail darüber informiert. Des Weiteren hat der Vorstand beschlossen auf eine Generalversammlung via Online Meeting zu verzichten und es wurde noch kein Jahresprogramm herausgegeben. Das Jahresprogramm wird erfolgen, sobald wir wieder Anlässe durchführen dürfen. Wir 5/2021

werden die 50. Generalversammlung, welche zugleich unsere Jubiläums-GV ist, auf einen späteren Zeitpunkt verschieben und nur das Geschäftliche rund um die Sektion jetzt abschliessen. Wann die nächste Generalversammlung stattfinden wird, ist noch unklar. Wir werden euch auf dem Laufenden halten. Wie schon im Jahr 2020, werden wir euch via Mail und «ChemieXtra» in regelmässigen Abständen informieren. Entscheidung des Vorstandes Der Vorstand hat einstimmig entschieden, dass wir den geschäftlichen Part des Sektionsjahres 2020 formell abschlies sen werden und diesen dann in der nächsten Generalversammlung durch die anwesenden Mitglieder bestätigen lassen. Protokoll der 49. General versammlung 2020 An der Generalversammlung 2020 wurde erneut beschlossen, das Protokoll auf dem Internet und im «ChemieXtra» zu veröffentlichen.

Bild: Lonza

Geschäftsabschlussbericht Sektionsjahr 2020

Visp und seine Chemische Industrie bei Nacht.

Hinweis zum Geschäfts abschlussbericht 2020 der SCV Sektion Oberwallis Dieser Bericht wird im Internet unserer Verbands-Webseite veröffentlicht. Der Kassabericht wird ohne Zahlen veröffentlicht. Auf unserer Verbands-Webseite www.cp-technologe.ch «Sektionen, Oberwallis», können die Protokolle und Berichte nachgelesen werden. Diese Informationen sind ebenfalls auf der SCV App zu finden. Zudem können alle veröffentlichten Artikel online im «ChemieXtra» nachgelesen werden. Der Link hierzu: www.chemiextra.com «Verbände».

Jahresbericht des Präsidenten Das Sektionsjahr 2020 startete wie geplant. Gemeinsam durften wir im Restaurant Mühle in Visp die 49. Generalversammlung durchführen. Diese war zugleich auch der Auftakt zum Jubiläumsjahr. Nach dem geschäftlichen Teil konnten wir gemeinsam ein feines Nachtessen geniessen. Pünktlich anfangs März sendeten wir euch das neue Jahresprogramm zu. Der erste geplante Anlass, das traditionelle Skifahren in Zermatt, musste wegen dem Corona Virus abgesagt werden. Ebenso kurz darauf alle weiteren Anlässe der ersten Jah47

VERBANDSSEITE

reshälfte. Mit der Hoffnung, dass es nach der ersten Welle besser werden würde, widmete sich der Vorstand dem Tagesgeschäft. Wir konnten, dank der Mithilfe von Erwin Venetz, den Lehrabgängern nochmals unsere Sektion vorstellen. Die Vorstellung des Vereins wurde bei den Lehrenden im Sommer durchgeführt. Nach der Sommerpause entschied der Vorstand, auch die restlichen Anlässe der zweiten Jahreshälfte abzusagen, da sich die Situation mit dem Virus nicht wirklich verbessert hatte und die beschlossenen Massnahmen von Bund, Kanton und Lonza uns dazu zwangen. Auch unsere Kollegen vom Zentralvorstand haben ihre Anlässe abgesagt. So wurde keine Delegiertenversammlung durchführt und auch die Klausur fiel aus. Es blieb die Hoffnung, unsere Jubiläums GV und das geplante Programm 2021 nachzuholen. Kurz vor Weihnachten verabschiedeten wir uns auch von dieser Hoffnung und mussten euch darüber informieren, dass es auch 2021 kontaktlos mit unserer Sektion weitergehen wird. Wie lange es so bleibt, wissen nur die Götter. Was uns nun bleibt, ist abzuwarten bis wieder Normalität einkehrt ist, damit wir die gemeinsamen Aktivitäten wieder aufnehmen und unser 50-jähriges Bestehen feiern können. Wie auch im letzten Jahr werde ich Euch auf dem Laufenden halten. Auf unseren Kanälen werdet ihr immer wieder Informationen erhalten und vielleicht auch den einen oder anderen Bericht lesen dürfen. Nicht nur von uns aus dem Oberwallis, sondern auch von unseren Kollegen in der Schweiz.

Der Präsident, Stephan Zenklusen 48

Mutationen Austritte (18): Freimitglieder Margraf, Stefan; Zurbriggen, Fernando; Imwinkelried, Andreas; Salzmann, Nico; Zuber, Michael; Squaratti, Sven; Karlen, Joshua; Eggel, Leonardo; Wyssen, Yanick; Carlen, Dominique; Amstutz, Jean-Pierre; Sewer, Ralf. Aktivmitglieder Tenud, Melanie; Jäger, Anton (verstorben), Studer, Renato; Amstutz, Otto; Sebesic, Josip; Wasmer, Heinz. Eintritte Aktivmitglieder(0) Änderungen in der Mitgliedschaft (3): Freimitglied aktiv Brigger, Samuel; Hellmuth, Tommy; Schwitalla, Jan. Auszubildende als Freimitglieder (22) Kadar, Tamas; Abgottspon, A llessio; Zenklusen, Savio; Schmid, Kyaro; Zenzuenen, Mischa; Burgener, Nadio; Wyssen, Giacomo; Minnig, Sabrina; Nellen-Michel, Alexander; Blatter, Manuel; Jost, Steven; Cacic, Dario; Selmani, Blerton; Mathieu, Francine; Porta, Diego; Suthakaran, Nirushan; Seematter, Michael; Jossen, Runa Vanessa Elena; Ransi, Kelmend; Korn, Liana Angelique; Glisic, David; Correia Alves, Vanessa Tatiana. Aktueller Mitgliederbestand Mitglieder der Sektion Oberwallis: 215. Dies entspricht einem Zuwachs um 5 Mitglieder. Aktive: 151. Davon Mitglieder mit Vereins mitgliedschaft: 36. Mitglieder mit Sektions mitgliedschaft: 115.

Passive: 0 Freimitglieder: 64 Davon Lehrende 51 Pensionierte 13 Ehrenmitglieder: 1 Aufnahme der Neumitglieder im Verein Nach Artikel 7 der Statuten sind die Neumitglieder nach Bekanntgabe an der GV in unserer Sektion aufgenommen. Diese Aufnahme erfolgt an der nächsten GV. Kassa- und Revisorenbericht Kassabericht Die Vereinskasse schliesst dieses Jahr mit einem stattlichen Plus ab. Dies begründet sich damit, dass aufgrund der Covid-19 Massnahmen keine Anlässe durgeführt werden konnten. Revisorenbericht Die unterzeichneten Revisoren haben die Rechnung des Vereins «SCV Sektion Oberwallis» für das Berichtsjahr 2020 am 2. Februar 2021 geprüft und erstatten den folgenden Bericht: Die vorgelegte Jahresrechnung wurde im üblichen Rahmen geprüft und wir stellten fest, dass sie ordnungsgemäss geführt wurde und den Statuten des Vereins entsprechen. Die Buchungen stimmen mit den Belegen überein und die Kontosalden sind mit den Bankauszügen identisch. Die Revisoren stellen folgende Anträge: – Die Jahresrechnung 2020 sei zu genehmigen und der Kassier Herr Michael Wyer sei unter Verdankung der geleisteten Arbeit Décharge zu erteilen. – Dem gesamten Vorstand mit dem Präsidenten Herrn

Stephan Zenklusen sei für ihren ehrenamtlichen Einsatz zum Wohle des Vereins «SCV Sektion Oberwallis» bestens zu danken. Visp, 2. Februar 2021 Rosenkranz Daniel, Stoffel Leander Festsetzung der Mitgliederbeiträge 2021 Der Vorstand hat beschlossen, dass wir für das Jahr 2021 keine Mitgliederbeiträge erheben werden. Dies begründet sich wie folgt: Wir hatten keine Ausgaben für Veranstaltungen Wir erhalten durch unsere regelmässigen Berichte im «ChemieXtra» nach wie vor eine Rückvergütung. Unser Vermögen war 2020 zunehmend. Wahlen Dieses Traktandum wird in der nächsten GV behandelt. Alle Vorstandsmitglieder werden bis zur nächsten durchführbaren Generalversammlung ihre Mandate weiterführen. Die für 2020 geplanten Mutationen, laut dem Plan für die Nachfolgeregelung des Vorstandes, werden bis dahin ausgesetzt. Das erneute Bestätigen des Vorstandes, der Revisoren und der Delegierten obliegt den Mitgliedern der nächsten Generalversammlung. Verschiedenes Die Punkte: Ehrungen, Jahresprogramm, Anlässe und Wortmeldungen werden in der nächsten Generalversammlung behandelt.

Visp, 13. April 2021 Der Vorstand 5/2021

PRODUKTE

Berghof Hoch& Nieder-DruckReaktoren Sterile Instrumente dank selbstklebender Sterilisationsbeutel Der Inhalt bleibt dank der durchsichtigen PET/CPP-Verbundfolie immer sichtbar. Die Chevron-Oberdichtung mit Daumenkerbe ist leicht zu öffnen und ermöglicht eine kontaminationsfreie Entnahme des sterilisierten Gerätes. Jeder Beutel ist für die Sterilisation mit Dampf oder Gas (EO) geeignet und trägt zwei passende Farbindikatoren, um den korrekten Nachweis des Sterilisationsprozesses ersichtlich zu machen. Neben den CE-Richtlinien 93/42 EWG für Medizinprodukte, erfüllen die Qualitix-Sterilisationsbeutel auch die Anforderungen der ISO 1766506 (Dampfsterilisation) und ISO 11135 (EO-Sterilisation).

Die Sterilisationsbeutel der Marke Qualitix sind in fünf Grössen erhältlich, passend für jedes kleine bis mittelgrosse Labor- oder Medizin instrument.

Hergestellt aus robustem medizinischem Kraftpapier, können diese Beutel durch einen Selbstklebestreifen dicht verschlossen werden und erhalten somit ihre Sterilität.

mit & ohne PTFE-Lining

Mini-Reaktor

bis 25 ml oder bis 40 ml

Socorex Isba SA Chemin de Champ-Colomb 7a CH-1024 Ecublens +41 21 651 60 00 socorex@socorex.com www.socorex.com

BR-Reaktoren 75 ml bis 5700 ml

Ultraschall-Durchflussmessgerät mit gesteigerter Genauigkeit Das Ultraschall-Durchflussmessgerät Gemü 3040 zeichnet sich durch eine hohe Nennweitenverfügbarkeit (DN 10 bis 50), den Verzicht auf bewegliche Teile im medienberührten Bereich und eine gesteigerte Messgenauigkeit sowie Reproduzierbarkeit der Messergebnisse aus. Sowohl leitfähige als auch nicht-leifähigen Medien lassen sich in einem Druckbereich von 0 bis 16 bar mit einer Messgenauigkeit von 2% vom aktuellen Messwert messen. Der Durchflussmesser kann in einem Temperaturbereich von –10 bis 80 °C eingesetzt werden. Durch die hochwertigen Kunststoffkörper kann das Durchflussmessgerät für aggressive Medien, wie zum Beispiel für Säuren und Laugen, verwendet werden. Der Einsatz in Kühlkreisläufen, in chemischen Prozessen oder in der Wasserversorgung stellt nur einen

5/2021

kleinen Auszug aus dem breiten Einsatzspektrum des Gemü 3040 dar. Durch das standardmässig verbaute und beleuchtete Display lässt sich die Programmierung direkt vor Ort vornehmen. Auch sind alle wichtigen Betriebsparameter direkt am Durchflussmessgerät ablesbar,

und das Messgerät verfügt serienmässig über eine integrierte Leerrohrüberwachung sowie einen Mengenzähler. Für die optimale Integration in den unterschiedlichen Anwendungen stehen zudem die gängigen elektrischen und mechanischen Anschlüsse zur Verfügung. Da Sensorik im Zuge der Prozessautomatisierung oder -überwachung auch häufig in Regelkreisläufen eingesetzt wird, kann das Messgerät mit einem Ventil und einem Stellungs- oder Prozessregler von Gemü zu einem kompletten Druckregelsystem kombiniert werden. Gemü Vertriebs AG Lettenstrasse 3 CH-6343 Rotkreuz +41 41 799 05 55 vertriebsag@gemue.ch www.gemue.ch

Reaktor-Systeme - Edelstahl - Hastelloy

www.berghof.com

Hil-Trade GmbH Grubenstrasse 4 CH-8902 Urdorf Telefon 044 777 17 29 info@hiltrade.ch4 9 www.hiltrade.ch

PRODUKTE

Neue Hightech-Analysegräte auf dem Schweizer Markt Die hohe Wettbewerbsfähigkeit globaler südkoreanischer Unternehmen wie Samsung Electronics, LG Electronics, oder Hyundai Motor beruht auf ihrer Fähigkeit, ihre Produkte und Fertigungsprozesse zeitnah und präzise zu pflegen und zu verbessern. Dies gilt auch für die modernen Analysegeräte des Hightech-Landes. Neu sind die Chromatographie-Systeme der Firma Young In Chromass in der Schweiz auf dem Markt und bei der Contrec AG erhältlich. Es gibt viele Gründe, die innovativen Instrumente des südkoreanischen Konzerns etwas genauer anzusehen. So erfüllen die HPLC-, UHPLC-, LCMS-, GC- und GC-MS-Systeme die modernsten Laboranforderungen mit einem aussergewöhnlichen Preis-Leistungs-Verhältnis. In tech-

nischer Hinsicht sind High-End-Leistungen und -Funktionen dank kontinuierlicher Forschung und Entwicklung gewährleistet, während eine hochmoderne Produktionsstätte der Young In Chromass für hervorragende Qualität sorgt. Die Systeme bieten zudem eine grosse Flexibilität für eine umfangreiche Anzahl von Anwendungen, sowohl im analytischen als auch im präparativen Bereich. Zuverlässigkeit ist ein wesentliches Merkmal

Heiz- und Magnetrührer mit integriertem Kontaktthermometer

Bei Carl Roth GmbH + Co. KG ist der Heiz- und Magnetrührer Rotilabo mit integriertem Kontaktthermometer MH 20 Digital Set erhältlich. Das Produkt aus der Reihe Roth Selection verfügt über ein integriertes Kontaktthermometer mit voller Funktionalität zur direkten Steuerung der Mediumstemperatur bis 250 °C über Temperaturmessfühler Pt 100. Die Temperatur- und Drehzahleinstellung erfolgt über die Digitalanzeige. Der Heizund Magnetrührer hält auch bei Viskositätsänderung des Mediums eine konstante Geschwindigkeit. Eine eingebaute Sicherheitswarn-

lampe leuchtet bei Temperaturen über 50 °C auf. Ein Sicherheitskreis der Heizplattentemperatur ist zwischen 50 °C und 370 °C einstellbar. Die Einstellgenauigkeit liegt bei ±5 °C, mit Messfühler bei ±1 °C. Der Drehzahlbereich erstreckt sich von 50 bis 1500 min -¹. Die Einstellung der Drehzahl erfolgt dabei in Schritten von 10 min -¹. Die maximale Rührmenge beträgt 20 l. Die Heizleistung liegt bei 630 W. Die Heizplatte besteht aus Aluminium mit einer Schutzbeschichtung aus Keramik. Die Lieferung des Heiz- und Magnetrührer MH 20 Digital erfolgt inklusive Edelstahl-Temperaturmessfühler Pt 100 mit 3 mm Ø und einer Länge von 250 mm. Optional erhältlich ist das Zubehörmaterial zur Befestigung des Messfühlers sowie den Edelstahl-Temperaturmessfühler Pt 100 als Ersatz. Roth AG Fabrikmattenweg 12 CH-4144 Arlesheim 061 712 11 60 info@carlroth.ch www.carlroth.ch

der modernen HPLC, und die YL9100 Plus HPLC wird diesem Anspruch absolut gerecht. Eine von vielen innovativen Eigenschaften ist z. B. das abgeschirmte Optikdesign des UV/Vis-Detektors YL9120, welches die optischen Komponenten vor gefährlichen Verunreinigungen wie Feinstaub oder schädlichen Gasen schützt und eine hohe Nachweisempfindlichkeit gewährleistet. Zusätzlich sorgen der Seya-Namioka-Monochromator und ein neues geblaztes holografisches Konkavgitter für hohe Lichtintensität und damit für hohe Empfindlichkeit über den gesamten Wellenlängenbereich. Im Bereich der GC ermöglichen leistungsstarke UPCs (Ultimate Pneumatic Control) zur Optimierung der Trägergassteuerung eine aussergewöhnliche Genauigkeit

und Präzision (RT-Reproduzierbarkeit SD < 0,0008 min). Ebenso die 15 beheizten Zonen, um eine optimierte thermische Stabilität für jedes Modul zu erreichen (Temperaturstabilität < ±0,01 °C), machen den ChroZen GC von Young In Chromass zu einer hervorragenden Wahl. Bereits Tausende dieser Systeme sind in über 60 Ländern weltweit im Einsatz. Mit mehr als 30 Jahren Erfahrung rüsten die Analysegeräte der Young In Chromass jedes moderne Labor für die Zukunft.

Contrec AG Riedstrasse 6 CH-8953 Dietikon +41 44 746 32 20 info@contrec.ch www.contrec.ch

Farben besser beurteilen

Tisch-Spektralphotometer sorgen für hohe Effizienz und Sicherheit bei der Farbrezeptierung und Qualitätskontrolle in einer Vielzahl von Branchen. Die neue Serie der Spectro 1000/ 700 von Datacolor zeichnet sich durch die hohe Konsistenz zwischen den Geräten aus. So werden einheitliche Farbbeurteilungen über verschiedene Geräte und mehrere Standorte hinweg in der gesamten Lieferkette sichergestellt. Durch hohe Messgeschwindigkeiten und nahtlose Rückwärtskompatibilität mit anderen Tischgeräten von Datacolor steigern die Systeme die Produktivität und verbessern die Effizienz von Arbeitsabläufen. Die «Spectro 1000/700»-Familie ist für die Zukunft des Farbmanage-

ments optimiert und verfügt für kommende Remote-Services über Internet-Konnektivität. Anwender der Spectro 1000/ 700-Serie können sich ausserdem auf ihre Farbmessungen verlassen, da die Temperatur der gemessenen Proben erfasst werden kann. Dies ist eine wichtige neue Funktion zur Qualitätskontrolle für alle, die mit Materialien arbeiten, die für eine genaue Farbmessung innerhalb bestimmter Temperaturbereiche liegen müssen. Datacolor AG Europe Grundstrasse 12 CH-6343 Rotkreuz +41 44 835 38 00 info@datacolor.eu www.datacolor.com

5/2021

PRODUKTE

Mikropumpen fördern Ammoniakwasser

Eine kontinuierliche Mischanlage, bestehend aus mehreren statischen Mischern, wird mit acht Flüssigkeiten unterschiedlicher Viskositäten versorgt. Für die kleineren Volumenströme hochkorrosiver Flüssigkeiten werden Mikrozahnringpumpen der hermetisch inerten Baureihe und der Hochleistungsbaureihe von HNP Mikrosysteme eingesetzt. Eine besondere Herausforderung stellt Ammoniakwasser (NH3 25 % aq.) dar. Hier

arbeitet die hermetisch inerte Pumpe mzr-6355-cs in einer Materialkombination aus Keramik und Edelstahl. Die Mikropumpe fördert in dieser Anwendung Volumenströme zwischen 4 und 7 ml/min. Die Anlage stellt Mischungen mit unterschiedlichen Polymerkonzentrationen her. Die produzierte Menge wird individuell auf Grundlage des täglichen Lieferbedarfs geregelt. Das kontinuierliche Mischsystem ist vollautomatisiert. Es kann leicht an die lokalen IT-Systeme des Standorts, wie SAP, angeschlossen werden. Die kontinuierliche und höchst präzise Förderung mit Mikrozahnringpumpen gewährleistet somit einen Prozess, der schnell, flexibel und sicher ist.

HNP Mikrosysteme GmbH Bleicherufer 25 D-19053 Schwerin info@hnp-mikrosysteme.de www.hnp-mikrosysteme.de

Es ist nun möglich, Proben gleichzeitig zu erhitzen und zu mischen

Bei dem neu eingeführten MiMixer von Geneye handelt sich um einen hocheffektiven und kompakten Thermoschüttler. Das bedeutet, dass dieser in der Lage ist, Proben gleichzeitig zu schütteln und zu erhitzen und so die Bedürfnisse einer Vielzahl von Anwendern zu erfüllen.

Der Thermoschüttler kann ein Probenröhrchen in weniger als 12 Minuten von 26 °C auf 100 °C erhitzen. Dieser Erwärmungsprozess ist aufgrund des intuitiven Designs des MiMixers sehr effektiv, da der Thermoschüttler während seiner Zyklen das gesamte Rack homogen erhitzt. Der MiMixer kann eine Vielzahl von Röhrchengrössen (von 0,2 ml bis 50 ml) erhitzen und schütteln. Darüber hinaus kann das Produkt mit den meisten Röhrchenmarken arbeiten. Die Schüttelfrequenz des Thermoschüttlers ist von 200 bis 1800 U/min einstellbar, was ihn zu einem perfekten Arbeitsgerät für die Homogenisierung aller Proben macht. Mit der eingebauten Schnittstelle können ausserdem fünf verschiedene Schüttel-/Heizprogramme abspeichert werden. NBS Scientific Deutschland +49 6201 398 7000 info@nbsscientific.de www.nbsscientific.de

Tiefgreifende DSC-Analysen Bei der Entwicklung und Herstellung komplexer Verbundwerkstoffe, in denen selbst kleinste Spuren von Additiven die Leistungsfähigkeit des Materials massgeblich beeinflussen können, werden immer höhere Anforderungen an die Fähigkeit der thermischen Analyse gestellt. Vor allem sollen zunehmend kleinere thermische Ereignisse detektiert werden können. Genau diese Fähigkeit, die heutigen modernen Werkstoffe eindeutig thermisch zu charakterisieren, zeichnet die neue Modellreihe dynamischer Differenzkalorimeter (DSC) von Hitachi High-Tech Analytical Science aus. Beide DSC-Modelle mit der Bezeichung Nexta bieten dank ihres besonderen Ofendesigns und den neu entwickelten Sensoren eine äusserst hohe Sensitivität bei gleichzeitig einzigartiger Wiederholgenauigkeit der Basislinie. So können selbst bei Substanzen, die in komplexen Materialen nur in Spuren vorliegen,

5/2021

kleinste thermische Ereignisse sicher ermittelt und isoliert werden. Das Modell Nexta DSC600 verfügt über einen neu entwickelten Thermosäulen-DSC-Sensor, der die sehr hohe Empfindlichkeit und Auflösung ermöglicht, die für die Entwicklung immer neuer Materialien und immer detaillierterer Fehleranalysen notwendig sind. Auch das Nexta DSC200 ist mit einem optimierten Sensor ausgestattet und bietet hohe Empfindlichkeit und Stabilität in einem kostengünstigen Gesamtpaket. Beide Modelle verwenden einen neu ausgelegten Erwärmungsofen, der eine Basislinienwiederholgenauigkeit von ± 5 µW ermöglicht. So ist sichergestellt, dass Materialspuren bei anspruchsvollen Anwendungen in der Forschung und Entwicklung oder bei der Ein- und Ausgangskontrolle von Produkten mit der notwendigen Zuverlässigkeit und Präzision detektiert werden können. Die Nexta-DSC-Serie wurde nicht allein mit dem Fokus auf Leistungs-

fähigkeit entwickelt, sondern auch im Hinblick darauf, tiefgehende thermische Analysen bei hohem Durchsatz sicher durchführen zu können. Die optionale automatische Probenzuführung mit dem einzigartigen vierarmigen Probengreifer hat sich bei der Analyse von bis zu 50 Proben in einem Durchgang als ausserordentlich zuverlässig erwiesen. Für ein Maximum an Sicherheit wurde als weitere Inno-

vation der automatische Deckel entwickelt. Er öffnet und schliesst automatisch und schützt so bestmöglich die Messkammer.

Hitachi High-Tech Analytical Science Wellesweg 31 D-47589 Uedem +49 2825 9383 0 contact@hitachi-hightech.com www.hitachi-hightech.com

LIEFERANTENVERZEICHNIS 33 -- D D LL A AS S EE R RS SC CA AN NN N II N NG GS SP PR R AY AY

LIEFERANTENVERZEICHNIS

A N LL AAGGEENN-- UUNNDD AAP PPA P AR R AN ATAETBE ABUA U

A RM M AT A TUURREENN AR

PT, MT, LT, RT, VT, UT

Ihr Spezialist für Anlagen und Prüfmittel für die ZfP Helling GmbH  Spökerdamm 2  D‐25436 Heidgraben Tel.:+49 4122 9220  www.helling.de  info@helling.de

A AB BS SP P EE R RR RK K LL A AP PP P EE N N FF Ü ÜR R D D II EE C H E M I S C H E I N D U S T R I E CHEMISCHE INDUSTRIE

A N LLAAGGEENNKKEENNNNZ EZ IECI HCNHUNNUGN G AN

Verschraubungen, Ventile, Druckregler, Rohre u.v.m finden Sie in unserem Online-Shop:

www.hps-solutions.ch

HPS-Solutions GmbH | Fraunhoferstr. 5 | D-82152 Martinsried +49 (0) 89 744 926-0 | info@hps-solutions.de

EBRO Armaturen Est. & Co. KG Gewerbestrasse 5 | CH-6330 Cham Telefon +41 41 748 59 59 | Fax +41 41 748 59 99 www.ebroswiss.ch

CSF Wunderle GmbH

Ebnatstrasse 129 · CH-8200 Schaffhausen Tel. +41 52 6354040 · Fax +41 52 6354041 info@csfwunderle.com · www.csfwunderle.com

A BW W AASSSSEERRBBEEHHAANND D U GN G AB L UL N

ANDRÉ RAMSEYER AG

A N TT RRIIEEBBSSTTEECCHHNNI KI K AN Ihr Partner für individuelle Abwasserbehandlung www.ﬂonex.ch info@ﬂonex.ch CH-4127 Birsfelden Sternenfeldstrasse 14 Tel. +41 61 975 80 00 Fax +41 61 975 80 10

A A KK TT IIVVKKOOHHLLEE

A A SS EE PPTTIISSCCHHEE V VE EN NT ITLIEL E

Elektromotorenwerk Brienz AG Mattenweg 1 CH-3855 Brienz Tel. +41 (0)33 952 24 24 A N T R I E B S T E C H www.emwb.ch NIK

A EN A UU FF TTRRAAGGSSAANNAALYL YS S EN In Grosswiesen 14 8044 Gockhausen/Zürich Tel. 044 881 20 10 www.emott.ch

EMOTT AG LEHVOSS Schneider AG Aspstrasse 11 16b Breitenstrasse

Telefon +41 052 52 235235 24 24 24 24 info@lehvoss.ch info@lehvoss.ch

CH - 8472Frauenfeld Winterthur-Seuzach CH-8500

www.lehvoss.ch www.lehvoss.ch

A RM A LL LL GGEEMMEEI INNEE L LA AB B OO RM E SESS-S U N D A N A L Y S E G E R Ä T U N D A N A LY S E G E R ÄT E E Messgeräte für Wasser- und Lebensmittelanalyse im Labor, in der Produktion oder unterwegs

FAULHABER MINIMOTOR SA Croglio · Switzerland Tel. + 41 91 611 31 00

www.faulhaber.ch

A P ARRAT A TEE- -, , AANNL A LA A PP PA G EG NE -N U N D M A S C H I N E N B UND MASCHINENBAA UU

pH-Meter ● Thermometer ● Titrator ● Photometer ● Refraktometer ● Trübung

Hanna Instruments Switzerland Switzerland AG AG Wassergrabe 14, CH-6210 Sursee bei Reiden Dorfstrasse 9, 6262 Langnau 925 info@hannainst.ch P: +41 041 41 925 6666 4646 E:E:info@hannainst.ch Info & E-Shop: www.hannainst.ch Info & E-Shop:

Theodorstr. 10 | D-70469 Stuttgart Tel +49 711 897-0 | Fax +49 711 897-3999 info@coperion.com | www.coperion.com

T I T R AT I O N

Schweiz AG

Metrohm Schweiz AG Industriestrasse 13 CH-4800 Zofingen Telefon +41 62 745 28 28 Telefax +41 62 745 28 00 E-Mail info@metrohm.ch www.metrohm.ch

A L ARGAT E NE-B AU UN D A P P A R A T E B A U A PN PA

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

GMP / FDA approved

Labor für Festkörperanalytik & Elektronenmikroskopie

BEDIEN- UND VISUALISIERUNGSP S YRSOTZEEMSES IAMU TE O X -MBAETRIEOI CNH

Sägeweg 7 · 2557 CH-Studen Telefon +41 32 374 76 76 · Telefax +41 32 374 76 78 info@ch.pepperl-fuchs.com · www.pepperl-fuchs.ch

A G EENR- AUUNSDC A PO PA B ENHL ÄA LT HR MRNAI CT KE EBLA U Industrie Neuhof 30 3422 Kirchberg Tel. +41 34 447 70 00 Fax +41 34 447 70 07

Anlagenbau AG

info@anlagenbau.ch

AIhrNPartner L A G für E NProzesstechnik - U N D A Pwww.anlagenbau.ch PA R AT E B A U

A N AA LY L YTTI IKK UUNNDD AN Ö K O T Ö K O T OOXXI IKKOOLLOOGGI EI E

Ifangstrasse 11

Tel. +41 44 732 92 92

A N A LY T ISchlieren/ZH K UND 8952 labors@arcadis.com und Ökotoxikologie Ö K O TIhrOPartner X I K OfürL Umweltanalytik OGIE

ARBEITSSICHERHEIT A EH N E R H E I T A R M AT U R E N A RR BMEAI TTSUSRI C Armaturen, Arbeitssicherheit, Pumpen

IES Ltd

Ihr Auftragsforschungslabor in Witterswil.

Benkenstrasse 260 4108 Witterswil Tel. + 41 (0)61 705 10 31 info@ies-ltd.ch www.ies-ltd.ch

A N LL AA GGEENN-- UUNNDD AAP PPA P AR R AN ATAETBE ABUA U

Tel. +41 (0)61 833 70 70 Fax +41 (0)61 833 70 91 info@invent-armaturen.ch

Anlagenbau AG

info@anlagenbau.ch Ihr Partner für Prozesstechnik www.anlagenbau.ch

Invent Armaturen AG PUMPEN VENTILE NOTDUSCHEN CH-4512 Bellach www.invent-armaturen.ch

ANDRÉ RAMSEYER AG

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

B R AA NNDDSSCCHHUUTTZZ, , BR EE XX PP LLOOSSI IOONNSSSSCCH HU UT ZT Z

A AR RM M AT AT U UR R EE N N

Industrie Neuhof 30 3422 Kirchberg Tel. +41 34 447 70 00 Fax +41 34 447 70 07

A SH C EHIEB EVNE N T I L E B ES RE SP TTSI C

Schweiz

www.schwer.com

Rötzmattweg 105 CH-4600 Olten Tel. +41 (0)62 207 10 10 IEP Technologies GmbH Fax +41 (0)62 207 10 11 info.iep.ch@hoerbiger.com - www.ieptechnologies.com

5/2021

LIEFERANTENVERZEICHNIS

LIEFERANTENVERZEICHNIS B R UU TTSSCCHHRRÄÄNNKKE E/ / BR C O 2--BBRRUUT TS SC CH H RN Ä KNEK E CO RÄ ² Wir vertreiben und bieten Service für Brutschränke der folgenden Marken:

D EN D II EE NNSSTTLLEEI ISSTTUUNNG GE N

HETTICH AG | 8806 Bäch SZ | +41 44 786 80 20 sales@hettich.ch | www.hettich.ch Succursale Suisse Romande (Canton de Vaud) Tél. +41 44 786 80 26

C H EE M MIIEEDDI ISSTTRRI BI BU UT ITOI NO N CH committed to science

Ihr Vollversorger für

Chemikalien & Reagenzien

HUBERLAB. AG Industriestrasse 123 CH-4147 Aesch T +41 61 717 99 77 info@huberlab.ch www.huberlab.ch

C H LL OORREELLEEKKTTRROOLYL Y CH S ES -E/- / C H L O R D I O X I D A N L CHLORDIOXIDANLAA G EG NE N

A SU EC P KT R I SE CD HU EZ I EV RE VNETNI TL IEL E DR Weidkamp 180 DE-45356 Essen Tel. +49 201 8619 130 Fax +49 201 8619 231 info@teclabs.de www.teclabs.de

Technical Laboratory Services Europe GmbH & Co. KG Herstellerübergreifender Service für HPLC und GC

D EN D II LL UUTTOORREENN / / DDI SI SP PE N S ESRE R Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden Tel. +41 (0)61 981 66 33

info@hemotec.ch www.hemotec.ch

ANDRÉ RAMSEYER AG

ELEKTROTECHNISCHE FU LNUDOORPETSIZSECNHZE- SS EP N EK TR SO RO E NS K O P I E

EAquasant L E K T Messtechnik R O T E C HAG NISCHE UT N+41 D 61O935 P T5000|www.aquasant.com ISCHE SENSOREN

D D II SS PPEENNSSEERR / / P PI PI EP TE TTETNE N HAMILTON Bonaduz AG

Via Crusch 8 · 7402 Bonaduz

Item no. 3815 - Created with Lindblad WorkZone www.lindblad.biz

AUTORISIERTER VERTRIEBSPARTNER

SDD GmbH Spichermatt 8 CH-6365 Kehrsiten +41 41 612 17 60 info@sdd-pumpen.ch www.sdd-pumpen.ch

C H RR OOM MAT A TOOGGRRAAP PH HI EI SE ÄS UÄ LUELNE N CH

Tel. +41 31 972 31 52 Fax +41 31 971 46 43 info@msp.ch www.msp.ch

C H R O M AT O G R A P H I E S Ä U L E N

Socorex Isba SA • Champ-Colomb 7a • 1024 Ecublens socorex@socorex.com • www.socorex.com

D O SS IIEERRPPUUMMPPEENN DO

KNF Neuberger AG

DOSIERPUMPEN

Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 info.ch@knf.com www.knf.ch

PumpenPumpen Verschleisstechnik Verschleisstechnik Revisionen Revisionen ROTOTEC ROTOTEC AG AG 031 838031 40 00 838 40 00 Luzernstrasse 224c Luzernstrasse 224c info@rototec.ch info@rototec.ch www.rototec.ch D 3078 O S IRichigen E3078 R P URichigen M P E N www.rototec.ch

Gewerbestrasse 10 Tel. +41 61 971 83 44 info@sebio.ch CH-4450 Sissach Fax +41 61 971 83 45 www.sebio.ch

D D II CC HHTTUUNNGGEENN liquitec AG Industrie Neuhof 54 CH-3422 Kirchberg T +41 55 450 83 00 F +41 55 450 83 01

info@liquitec.ch www.liquitec.ch

D II EE N NS S TT LL EE II S S TT U UN NG G EE N N D DACHSER Spedition AG Regional Office Switzerland Althardstrasse 355 CH-8105 Regensdorf Phone +41 (0)44 8721 100 dachser.regensdorf@dachser.com www.dachser.ch

5/2021

AUTORISIERTER VERTRIEBSPARTNER

Item no. 3815 - Created with Lindblad WorkZone www.lindblad.biz

ANDRÉ RAMSEYER AG

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

Telefon +41 58 610 10 10 Telefax +41 58 610 00 10 contact.pa.ch@hamilton.ch www.hamiltoncompany.com

EE R RP P -- S SO O FF TT W WA AR R EE

EE XX -- GGEESSCCHHÜÜTTZZT TE E II N N DD UUSSTTRRI IEESSAAUUG GE R ER

VIA AG Engineering

A E PP TF A I SRCMHAT E UVREENNT I L E D AS M

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

SDD GmbH Spichermatt 8 CH-6365 Kehrsiten +41 41 612 17 60 info@sdd-pumpen.ch www.sdd-pumpen.ch

DO OS S II EE R R -- U UN ND D D S C H L A U C H P U MP P EE N N SCHLAUCHPUM

Hirschmann Laborgeräte GmbH & Co. KG Hauptstrasse 7–15 · 74246 Eberstadt Germany T +49 (0)7134 511 0 · F +49 (0)7134 511 990 info@hirschmannlab.com · www.hirschmannlab.com

A N UL C A KG BE ENH- ÄULTN EDR A P P A R A T E B A U DR

Mühlenmattstrasse 32 4112 Bättwil-Flüh Tel. +41 61 313 26 25 Fax +41 61 313 26 52 info@viaag.ch www.viaag.ch

EX-SICHERE MESSP RD O ZREESGSEALTU ETCOHMNAI KT I O N UN

Sägeweg 7 · 2557 CH-Studen Telefon +41 32 374 76 76 · Telefax +41 32 374 76 78 info@ch.pepperl-fuchs.com · www.pepperl-fuchs.ch

BRANDSCHUTZ, EE XX PP LLOOSSI IOONNSSSSCCH HU UT ZT Z Rötzmattweg 105 CH-4600 Olten Tel. +41 (0)62 207 10 10 IEP Technologies GmbH Fax +41 (0)62 207 10 11 info.iep.ch@hoerbiger.com - www.ieptechnologies.com

EXPLOSIONSSCHUTZ, P S AE U( TAT O EMXA) T I O N E XR -OGZEERSÄT

Sägeweg 7 · 2557 CH-Studen Telefon +41 32 374 76 76 · Telefax +41 32 374 76 78 info@ch.pepperl-fuchs.com · www.pepperl-fuchs.ch

LIEFERANTENVERZEICHNIS FF A A BB RRIIKKPPLLAANNUUNNG G

FF II LT L TEERRPAT P A TRROONNEENN

ASSCO Engineering AG Löwenstrasse 11 · CH-8953 Dietikon www.assco.ch · info@assco.ch

FF II LT L TRRAT A TI IOONNSSS SY YS S EM T ET M EE Hach Lange GmbH Rorschacherstr. 30 a 9424 Rheineck Tel. 084 855 66 99 Fax 071 886 91 66 www.ch.hach.com

FF II BB EERROOPPTTI IKK- S S CC HH AAUUGGLLAASSLLEEUUC CH HT ET NE N www.maxmuller.com info.ch@maxmuller.com +41 61 487 92 92

PROCESS ILLUMINATION AND OBSERVATION

LEHVOSS Schneider AG Aspstrasse 11 16b Breitenstrasse

Telefon +41 052 52 235235 24 24 24 24 info@lehvoss.ch info@lehvoss.ch

CH - 8472Frauenfeld Winterthur-Seuzach CH-8500

www.lehvoss.ch www.lehvoss.ch

II O ON N II S S AT AT II O ON NS SS SY YS S TT EE M M EE FF Ü R E X B E R E I C H ÜR EX-BEREICH

Infolabel AG

multi purpose filter CH-8606 Nänikon/Uster Tel. +41 44 944 93 00 Fax +41 44 730 46 28 info@funda.ch www.funda.ch

HAUG BIEL AG

A PM T IESNCSHPEE RVREENNT I L E F LSAEM

ANDRÉ RAMSEYER AG

Hagmattstrasse 19 CH–4123 Allschwil SWITZERLAND

SWISS EXCELLENCE SINCE 1936

A L EU S C H E R I OKNTEI NV AKUOSHTA iFIL AG Industriestrasse 16 CH-4703 Kestenholz www.ifil.eu.com info@ifil.eu.com

Planung von Produktionstechnologien

M EE SS S U N G FFFA AARRRBBBM M E ISGS U N G N ) (((FFFLLLÜÜÜSSSSSSI IG GKKEEI TI TE EN )

• Photometer • Messgeräte • Reagenzien

LIEFERANTENVERZEICHNIS

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

Johann-Renfer-Str. 60 • Postfach CH-2500 Biel 6 Tel.: +41 (0) 32 344 96 96 Fax: +41 (0) 32 344 96 97 info@haug.swiss www.haug.swiss

K Ä LT L TEE-- UUNNDD KKI M L IAMA A KÄ NA L ANGL EANG E N Ostringstrasse 16 4702 Oensingen Tel. +41 62 388 06 06 Fax +41 62 388 06 01

FF LL ÜÜ SSSSIIGGKKEEI TI TS SP PU UMM P EP NE N

FF II LT L TEERR Bachmannweg 21 CH-8046 Zürich T. +41 44 377 66 66 info@bopp.ch www.bopp.com

F I LT E R

Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 info.ch@knf.com www.knf.ch

KNF Neuberger AG

Kälte- und Klimaanlagen

K OM M PP RREESSSSOORREENN 110000%% ÖÖL LF FR RE IE I KO Grossäckerstrasse 15 8105 Regensdorf Tel. +41 44 871 63 63 Fax +41 44 871 63 90

FF Ü LU E SNZDE N Z - S P E K T R O S K O P I E L LOSRTA

F I LT E R

CH-8184 Bachenbülach Telefon 044 864 10 60 Telefax 044 864 14 56 www.sf-filter.com

Metallgewebe Spaltsiebe Filterbau

A P ET NI SSCATA H E BVL EE N K OS NE D I TTEIRL E Aquasant Messtechnik AG T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

ANDRÉ RAMSEYER AG

G L YSSE ER R G AA SS AANNAALY Cambridge Sensotec 29 Stephenson Road St Ives Cambridgeshire United Kingdom www.cambridge-sensotec.co.uk

TECmetall Industrievertretung 5436 Würenlos T +41 44 400 12 80 info@tecmetall.ch www.Lochblech.ch

A T IEVRKHOI LHFLSEM I T T E L F IKLT

Telefon +41 052 52 235235 24 24 24 24 info@lehvoss.ch info@lehvoss.ch

CH - 8472Frauenfeld Winterthur-Seuzach CH-8500

www.lehvoss.ch www.lehvoss.ch

K A II N N EE R R KÜ ÜH H LL -- U UN ND D TT II EE FF K KÜ ÜH H LL C CO ON N TTA

Seonerstrasse 75 5600 Lenzburg Tel. +41 62 886 41 41 · info@messer.ch · www.messer.ch

LL A A BB OORRBBEEDDAARRF F committed to science

Ihr Vollversorger für

C R EORMPA A TPOI EGRR A P H I E S Ä U L E N F IHLT

Gewerbestrasse 10 Tel. +41 61 971 83 44 info@sebio.ch CH-4450 Sissach Fax +41 61 971 83 45 www.sebio.ch

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

G A SS GGEEMMI ISSCCHHEE, ,S S GA P EP ZE IZAILAGLAGSAES E Messer Schweiz AG

LEHVOSS Schneider AG Aspstrasse 11 16b Breitenstrasse

info.swiss@kaeser.com

KAESER Kompressoren AG www.kaeser.com

Sefiltec AG · Separation- und Filtertechnik Engineering Haldenstrasse 11 · CH-8181 Höri · Tel. +41 43 411 44 77 FFaxI L+41 T E43R411 44 78 · info@sefiltec.com · www.sefiltec.com

SF-Filter AG

info@pava.ch www.pava.ch

H H PP LL CC UUNNDD UUHHP PL LC C expression® Compact Mass Spectrometer Ihr universeller Molmasse-Schnelltester zur Überwachung von Syntheseverläufen, DC-, Flash LC- & (U)HPLC-Trennungen Advion Ltd. www.advion.com | central-europe@advion.com

LLaborbedarf A B O R B E&DLaborgeräte ARF

PMI Labortechnik GmbH Pharma - Medizin - Industrie

HUBERLAB. AG Industriestrasse 123 CH-4147 Aesch T +41 61 717 99 77 info@huberlab.ch www.huberlab.ch

Lettenring 10 CH-8114 Dänikon Tel. +41 52 345 02 02 info@pmi-lab.ch www.pmi-lab.ch

5/2021

LIEFERANTENVERZEICHNIS

LIEFERANTENVERZEICHNIS LL A A BB OORRBBEEDDAARRF F

D M IACGHNTEUTNR GÜ EH N RER

P M PPEENN P UU M

liquitec AG Industrie Neuhof 54 CH-3422 Kirchberg Lab • instruments • consumables • services +41 41 769 00 00

info@vitaris.com

T +41 55 450 83 00 F +41 55 450 83 01

www.vitaris.com

info@liquitec.ch www.liquitec.ch

expression® Compact Mass Spectrometer Ihr universeller Molmasse-Schnelltester zur Überwachung von Syntheseverläufen, DC-, Flash LC- & (U)HPLC-Trennungen Advion Ltd. www.advion.com | central-europe@advion.com

LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG Pfarrstrasse 41/43 97922 Lauda-Königshofen T +49 (0) 9343 503-0 info@lauda.de · www.lauda.de

LABORGERÄTE

Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH Im Langacher 44 8606 Greifensee Tel. 044 944 47 47 www.mt.com info.ch@mt.com

Tel. +41 31 972 31 52 Fax +41 31 971 46 43 info@msp.ch www.msp.ch

Individual coated (Au, Ti) track-etched filters for: - Particle analysis - Asbestos analysis - Sample preparation www.i3membrane.de lab@i3membrane.de

Lab • instruments • consumables • services info@vitaris.com

www.vitaris.com

LL A A BB OORR-- // MMEEDDI KI KA A MM E NE TNETNE-N U N D B L U T K Ü H L S C H R NÄ KNEK E UND BLUTKÜHLSCHRÄ Wir vertreiben und bieten Service für Laborschränke der folgenden Marke:

PUMPEN

HETTICH AG | 8806 Bäch SZ | +41 44 786 80 20 sales@hettich.ch | www.hettich.ch Succursale Suisse Romande (Canton de Vaud) Tél. +41 44 786 80 26

KNF Neuberger AG

M M EE SS SSTTEECCHHNNI KI K

SDD GmbH Spichermatt 8 CH-6365 Kehrsiten +41 41 612 17 60 info@sdd-pumpen.ch www.sdd-pumpen.ch

VEGA Messtechnik AG Barzloostrasse 2 · 8330 Pfäffikon ZH www.vega.com · info.ch@vega.com

Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden Tel. +41 (0)61 981 66 33

info@hemotec.ch www.hemotec.ch

FP LR UO OZ R - STPIEKK T R O S K O P I E E SE SS -ZAENNAZ LY

P MPPEENNSSEERRVVI CI C P UU M EE PUMPENSERVICE & E R S AT Z T E I L E

SDD Service GmbH Spichermatt 8 CH-6365 Kehrsiten +41 41 612 17 70 info@sdd-service.ch www.sdd-service.ch

Aquasant Messtechnik AG T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

LOHNABFÜLLUNG 4629 Fulenbach

Pumpen | Service | Effiziente Lösungen

schubag AG ▪ Tel. +41 52 762 22 21 ▪ www.schubag.ch

AUTORISIERTER VERTRIEBSPARTNER

OH HN NA AB B FF Ü Ü LL LL U UN NG G LL O

Industrie Allmend 36

PumpenPumpen Verschleisstechnik Verschleisstechnik Revisionen Revisionen ROTOTEC ROTOTEC AG AG 031 838031 40 00 838 40 00 Luzernstrasse Luzernstrasse 224c 224c info@rototec.ch info@rototec.ch www.rototec.ch P 3078 U M Richigen P E3078 N Richigen www.rototec.ch

Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 info.ch@knf.com www.knf.ch

P P II PP EETTTTEENNKKAAL LI BI BR RATAITOI NOENNE N DACHSER Spedition AG Regional Office Switzerland Althardstrasse 355 CH-8105 Regensdorf Phone +41 (0)44 8721 100 dachser.regensdorf@dachser.com www.dachser.ch

Rte du Pra Rond 4  CH-1785 Cressier / FR Tél. +41 26 674 93 00  Fax +41 26 674 93 02 DInternet: O S I Ewww.iwaki.ch R P U M P EE-mail: N info@iwaki.ch

PUMPEN

M M BBRRAANNPPUUMMPPE ENN M EE M

HLash & Rainer GmbH Welserstraße 10 E | D-51149 Köln Fon: +49 2203 92 29 70 | Fax: +49 2203 92 29 75 mail@hlash-rainer.de | www.hlash-rainer.de

OG G II S S TT II K K LL O

PUMPEN

Item no. 3815 - Created with Lindblad WorkZone www.lindblad.biz

LL A AD DU UN NG GS SS S II C CH H EE R RU UN NG GS S TT EE C CH HN N II K K

HänyTec AG Lättfeld 2 6142 Gettnau Tel. +41 62 544 33 00 Fax +41 62 544 33 10 contact@haenytec.ch www.haenytec.ch

C H R O M AT O G R A P H I E S Ä U L E N

M MBBRRAANNEENN M EE M

+41 41 769 00 00

4153 Reinach BL Tel. +41 61 711 66 36 alowag@alowag.ch www.alowag.ch

M A SS SSEENNSSPPEEKKTTRRO OMME TE RT IREI E MA

ILNAKBUOBRAGTEORRÄT EN E

LABORGERÄTE

Pumpen Rührwerke

35L Lprintsupplies@fischerpapier.ch L+41 O H62N 387 A B74 FÜ UNG

P R OO ZZEESSSSAAUUTTOOMMAT A ITOI N ON PR

RR EE II NN RRAAUUMMKKL LE EI DI U D NU GN G Reinraum Service

Inserat_FiP_ChemieExtra_60x22_DE.indd 1

Mischwerk Trockenmischungen Flüssigmischungen www.mmb-baldegg.ch

5/2021

10.01.20 11:19

Sägeweg 7 · 2557 CH-Studen Telefon +41 32 374 76 76 · Telefax +41 32 374 76 78 info@ch.pepperl-fuchs.com · www.pepperl-fuchs.ch

Dekontamination und Reinigung von Reinraumkleidung Glütschbachstrasse 95 • CH-3661 Uetendorf Telefon +41 33 222 44 88 • uetendorf@bardusch.ch

LIEFERANTENVERZEICHNIS R O TAT T A TIIOONNSSVVEERRDDA A RO MM P FPEFRE R

KNF Neuberger AG

Pumpen Rührwerke 4153 Reinach BL Tel. +41 61 711 66 36 alowag@alowag.ch www.alowag.ch Industrie Neuhof 30 3422 Kirchberg Tel. +41 34 447 70 00 Fax +41 34 447 70 07

Anlagenbau AG

info@anlagenbau.ch Ihr Partner für Prozesstechnik www.anlagenbau.ch

ES A X U- GG EF Ö S RC DH EÜRTGZETREÄT E / IVNA DK U S T RF IÖERSDAEURGG EE R UUM R ÄT E

VIA AG Engineering

Mühlenmattstrasse 32 4112 Bättwil-Flüh Tel. +41 61 313 26 25 Fax +41 61 313 26 52 info@viaag.ch www.viaag.ch

LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG Pfarrstrasse 41/43 97922 Lauda-Königshofen T +49 (0) 9343 503-0 info@lauda.de · www.lauda.de

S S II C CH H EE R RH H EE II TT S SS SC CH HR RÄ ÄN NK K EE N A C H E N 1 4 4 7 0 1 / 2 N A C H E N 14 4 7 0 -1 / - 2 asecos Schweiz AG asecos Schweiz AG Sicherheit und Umweltschutz Sicherheit und Umweltschutz Gewerbe Brunnmatt 5, CH-6264 Pfaffnau Gewerbe Brunnmatt 5, CH-6264 Pfaffnau Telefon 062 754 04 57, Fax 062 754 04 58 Telefon 062 754 www.asecos.ch 04 57, Fax 062 754 04 58 info@asecos.ch, info@asecos.ch, www.asecos.ch

SWISS EXCELLENCE SINCE 1936

www.maxmuller.com info.ch@maxmuller.com +41 61 487 92 92 Hagmattstrasse 19 CH–4123 Allschwil SWITZERLAND

FIBEROPTIKS S CC HH AAUUGGLLAASSLLEEUUC CH HT ET NE N PROCESS ILLUMINATION AND OBSERVATION

SWISS EXCELLENCE SINCE 1936

www.maxmuller.com info.ch@maxmuller.com +41 61 487 92 92 Hagmattstrasse 19 CH–4123 Allschwil SWITZERLAND

FS ICBHEERI BOEPNTWI KI S- C H E R F Ü R S S CC HH AAUUGGLLÄASSELRE U C H T E N PROCESS ILLUMINATION AND OBSERVATION

SWISS EXCELLENCE SINCE 1936

ANDRÉ RAMSEYER AG

D EU R CP HU QMUPEETNS C H P U M P E N S COHSLI A PumpenPumpen Verschleisstechnik Verschleisstechnik Revisionen Revisionen ROTOTEC ROTOTEC AG AG 031 838031 40 00 838 40 00 Luzernstrasse Luzernstrasse 224c 224c info@rototec.ch info@rototec.ch 3078 Richigen 3078 Richigen www.rototec.ch www.rototec.ch

JULABO GmbH Gerhard-Juchheim-Strasse 1 77960 Seelbach / Germany Tel. +49 (0) 7823 51-0 · info.de@julabo.com · www.julabo.com

ITNE KMUPBE ARTI EORRTEENC H N I K LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG Pfarrstrasse 41/43 97922 Lauda-Königshofen T +49 (0) 9343 503-0 info@lauda.de · www.lauda.de

T I E F K Ü H LT R U H E N U N D I- NS K UR BÄ A TN OK R CH EEN LAUDA DR. R. WOBSER GMBH & CO. KG Pfarrstrasse 41/43 97922 Lauda-Königshofen

Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden Tel. +41 (0)61 981 66 33

info@hemotec.ch www.hemotec.ch

EX-GESCHÜTZTE ISNI EDBUASNTLRAIGE ESNA/USGI EEBRM A S C H I N E N

VIA AG Engineering

Mühlenmattstrasse 32 4112 Bättwil-Flüh Tel. +41 61 313 26 25 Fax +41 61 313 26 52 info@viaag.ch www.viaag.ch

S A TI OI ONNS S S TT EE RRIILLI ISSAT T ET CE HC NHINKI K

T +49 (0) 9343 503-0 info@lauda.de · www.lauda.de

TT II TT RRAT A TI IOONN Messgeräte für Wasser- und Lebensmittelanalyse im Labor, in der Produktion oder unterwegs pH-Meter ● Thermometer ● Titrator ● Photometer ● Refraktometer ● Trübung

TT O O CC --AANNAALY L YSSAT A TO OR R Nünningstrasse 22–24 D-45141 Essen Tel. +49 (0) 201 722 390 Fax+49 (0) 201 722 391 TOC und TNb Wasser- und Feststoffanalytik für essen@dimatec.de Labor- und Online-Anwendungen www.dimatec.de

FT R L UE N ON RS ES E KE TS RS O O PEI E C ZH EI CNHZT- ESNP M G ES RK ÄT

S L VEERRBBI NI NDDU U S TT EE RRIILV NN G SG TSETCEHCNHI N KIK

CONNECTORS VERBINDUNGSTECHNIK AG

Aquasant Messtechnik AG T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

FT R L UÜ OB R U EN SG ZS EMNEZS-SSUPNEGK T R O S K O P I E

Hertistrasse 29, CH-8304 Wallisellen Tel. +41 (0)52 354 68 68, www.connectors.ch

liquitec AG Industrie Neuhof 54 CH-3422 Kirchberg info@liquitec.ch www.liquitec.ch

TT EE M M PP EE RR II EERRSSYYSSTTEEMMEE

D S II CL HU ETROHREEI N T S/WDE IRSKPBEÄNNSKEER

TT EE CC HH NN II SS CCHHEE BBEESSCCHHI ICCHHTTUUNNGGEENN

D TU U CN HGEE N S CI CH HL Ä

T +41 55 450 83 00 F +41 55 450 83 01

Industriestrasse 32 CH-3175 Flamatt Tel. 031 744 00 00 Fax 031 741 25 55 info@ramseyer.ch www.ramseyer.ch

www.maxmuller.com info.ch@maxmuller.com +41 61 487 92 92 Hagmattstrasse 19 CH–4123 Allschwil SWITZERLAND

Thermocontrol GmbH Riedstrasse 14, 8953 Dietikon Tel. +41 (0)44 740 49 00 Fax +41 (0)44 740 49 55 info@thermocontrol.ch www.thermocontrol.ch

A S ISCEHPETRIHSECI HT SE VVE ENNT ITLI EL E

FIBEROPTIKS C HUTREENN S CC HH AAUUGGLLAASSALREMUAT PROCESS ILLUMINATION AND OBSERVATION

TT EE M M PPEERRAT A TUURRMME ES SS S T ET CE HC NHINKI K

ISNCKHUÜBT AT TE O N R AT E L AR PE PA

Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 info.ch@knf.com www.knf.ch

P UH MRPTEENC H N I K RÜ

RÜHRTECHNIK

LIEFERANTENVERZEICHNIS

Antihaftbeschichtungen Glassplitterschutzbeschichtungen Chemieschutzbeschichtungen

Eposint AG Alte Landstrasse 67 CH-8546 Islikon www.eposint.ch

FARBMESSUNG Aquasant Messtechnik AG LÜ ÜB61SU935 SNI G G SK M E IETSESNU) N G T(TRF+41 5000|www.aquasant.com

• Photometer • Messgeräte • Reagenzien

Hach Lange GmbH Rorschacherstr. 30 a 9424 Rheineck Tel. 084 855 66 99 Fax 071 886 91 66 www.ch.hach.com

5/2021

LIEFERANTENVERZEICHNIS

LIEFERANTENVERZEICHNIS FÜ LBUE O RR F ÜE LS LZSEINCZH-ESRPUENKGT R O S K O P I E

Aquasant Messtechnik AG T +41 61 935 5000|www.aquasant.com

W MEE-- UUNNDD W ÄÄ RR M TT R R OO CCKKEENNSSCCHHRRÄÄNNK KE E Wir vertreiben und bieten Service für Wärme- & Trockenschränke der folgenden Marke:

U U VV -- VV IISS--SSPPEEKKTTRRAALLPPHHOT O TOOMME TE ET RE R Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke

CH-4460 Gelterkinden Tel. +41 (0)61 981 66 33

info@hemotec.ch www.hemotec.ch

TWOACS -SAE N L YA SLYAST EOGRE R ÄT E RA AN

Busch AG Vacuum Solutions Waldweg 22, 4312 Magden Tel. 061 845 90 90 info@buschag.ch www.busch.ch

FLÜSSIGKEITSPUMPEN

Stockenstrasse 6 8362 Balterswil Tel. 071 973 99 30 info.ch@knf.com www.knf.ch

D V EI CN H T ITLUEN G E N

Succursale Suisse Romande (Canton de Vaud) Tél. +41 44 786 80 26

ZZ UU LLIIEEFFEERRI NI ND DU SU TSRTIRE I E Sonnentalstrasse 8 8600 Dübendorf T +41 (0)848 111 333 verkauf-ch@maagtechnic.com maagtechnic.ch, shop.maagtechnic.ch

Let’s make industry work better

Nünningstrasse 22–24 D-45141 Essen Tel. +49 (0) 201 722 390 Fax+49 (0) 201 722 391 TOC und TNb Wasser- und Feststoffanalytik für essen@dimatec.de Labor- und Online-Anwendungen www.dimatec.de

Maag Pump Systems AG Aspstrasse 12 CH-8154 Oberglatt Telefon +41 44 278 82 00 welcome@maag.com www.maag.com ZAHNRADPUMPEN

Schraubenspindelpumpen Zahnradpumpen

CH-8474 Dinhard +41 52 336 15 00 www.matter.ch info@matter.ch

D TO Z EI LN UT R I FRUEGNE N/ D I S P E N S E R

liquitec AG Industrie Neuhof 54 CH-3422 Kirchberg T +41 55 450 83 00 F +41 55 450 83 01

HETTICH AG | 8806 Bäch SZ | +41 44 786 80 20 sales@hettich.ch | www.hettich.ch

ZZ AA HHNNRRAADDPPUUMMPPE EN N

V A KK UUUUMMPPUUMMPPEENN VA

KNF Neuberger AG

HETTICH AG | 8806 Bäch SZ | +41 44 786 80 20 sales@hettich.ch | www.hettich.ch

Will & Hahnenstein GmbH D-57562 Herdorf Tel. +49 2744 9317 0 Fax +49 2744 9317 17 info@will-hahnenstein.de www.will-hahnenstein.de

PT, MT, LT, RT, VT, UT

Ihr Spezialist für Anlagen und Prüfmittel für die ZfP Helling GmbH  Spökerdamm 2  D‐25436 Heidgraben Tel.:+49 4122 9220  www.helling.de  info@helling.de

Wir vertreiben und bieten Service für Zentrifugen der folgenden Marke:

W Ä R M E - U N DSuccursale Suisse Romande (Canton de Vaud) T R O C K E N S C HTél.R+41Ä44N786K80E26

U UV V -- LL EE U UC CH H TT EE N N

ZZ EE NN TTRRIIFFUUGGEENN

Liquidhandling Spektrophotometrie Zentrifugation Sicherheitswerkbänke info@liquitec.ch www.liquitec.ch

CH-4460 Gelterkinden Tel. +41 (0)61 981 66 33

info@hemotec.ch www.hemotec.ch

Das Lieferantenverzeichnis Rund um die Uhr – auch online zu erreichen www.chemiextra.com

Hier könnte Ihr Eintrag stehen! Nehmen Sie mit uns Kontakt auf. SIGImedia AG Alte Bahnhofstrasse 9a CH-5610 Wohlen Telefon +41 (0)56 619 52 52 info@sigimedia.ch

LIEFERANTENVERZEICHNIS

xtra.com ie m e h .c w w w

Wissen auf den Punkt gebracht Fachinformationen aus erster Hand. ChemieXtra – Ihre aktive Plattform rund um die Chemie-, Labor- und Life-Sciences-Branche.

Ein Abonnement der ChemieXtra verschafft Ihnen das Plus an Wissen. Magazin mit 10 Ausgaben pro Jahr. Print oder Digital. Bequem bestellen unter: info@sigwerb.com www.sigwerb.com

Verlag SIGWERB GmbH info@sigwerb.com +41 41 711 61 11

5/2021

ChemieXtra 5/2021

Articles inside

LIEFERANTENVERZEICHNIS

PRODUKTE

WERKSTOFFE

VERBANDSSEITEN

FIRMEN BERICHTEN

VERFAHRENSTECHNIK

PUBLIREPORTAGE

UMWELTTECHNIK

NEWS

IN KÜRZE

MEDIZIN

LABOR

ERNÄHRUNG

13 BIOWISSENSCHAFTEN

FORSCHUNGSWELT