Die Zukunft der Pulver- und Schüttguttechnologie erleben: Entdecken Sie auf der POWTECH die neuesten Entwicklungen und Innovationen rund um Prozesse, die aus Pulver, Granulat, Schüttgut und den bei der Herstellung beteiligten Flüssigkeiten Qualitätsprodukte herstellen und verarbeiten – auch im Bereich Umwelt, Recycling und Batterien.
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Von dieser Tendenz ist auch das Wirtschaftsressort betroffen. Eine Studie vom Forschungszentrum Öffentlichkeit und Gesellschaft die Qualität und Vielfalt der Berichterstattung über Schweizer Unternehmen von 2006 bis 2023 untersucht. Dazu wurden 65 ternehmen in neun reichweitenstarken Abonnementszeitungen, Boulevard- und Gratismedien sowie Wirtschaftsmedien in der Deutschschweiz und der Suisse Romande untersucht.
Gemäss der Studie besteht nur bedingt ein Zusammenhang zwischen der wirtschaftli chen Bedeutung und der medialen Beachtung. Das wichtigste Beispiel: Trotz abneh mender wirtschaftlicher Bedeutung der Finanzindustrie betrafen über die Hälfte der Medienbeiträge diesen Sektor. Ein weiteres Defizit betrifft die Unterbelichtung von wirtschaftlich relevanten Unternehmen und ganzer Sektoren. So gehören die Roh stoffhandelsunternehmen zu den umsatzstärksten Schweizer Unternehmen, finden aber praktisch keine öffentliche Beachtung.
Weiter ist die Vielfalt in der Unternehmensberichterstattung nicht nur eingeschränkt, sondern es besteht auch eine Fokussierung auf Skandale. Entsprechend sind diese Beiträge häufig geprägt durch Negativität und Moralisierung. Als Konsequenz, so mein ergänzender Gedanke, werden Unternehmen am CEO festgemacht, was dazu führt, dass auch die Mitarbeitenden den gleichen Stempel aufgedrückt erhalten können wie etwa: «Alle Banker sind böse!»
Immerhin zeigen die Resultate, dass der Anteil der Wirtschaftsberichterstattung über diese von Medienkonzentration und zunehmender Ressourcenschwäche geprägte Zeit konstant geblieben ist. Die relative Bedeutung innerhalb der Medien ist stabil und noch immer ein fester Bestandteil des publizistischen Outputs. In anderen Worten: Eine Erweiterung der Themenvielfalt wäre von heute auf morgen realisierbar.
Apropos Ressourcen einsetzen: Im Fokus dieser Ausgabe widmen wir uns dem Kohlendioxid – das nicht mehr so böse ist wie auch schon. Ich wünsche Ihnen eine interessante Lektüre!
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Luca Meister redaktion@sigwerb.com
Weshalb wir synthetische Treibstoffe brauchen
Die zivile Luftfahrt ist von Elektro- oder Wasserstoffantrieben noch weit entfernt. Schon bald werden hingegen synthetische Treibstoffe eine zentrale Rolle übernehmen.
Die neue Phosphorchemie: einfach nachhaltig
Die ganze Welt der Phosphorchemie steht seit kurzem nach nur zwei Reaktionsschritten offen. Schnell dürfte die Frage aufkommen: «Warum haben wir das früher eigentlich so kompliziert gemacht?»
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Sind Wildbienen ausreichend geschützt?
Gemäss einer WSL-Studie gibt es in der Schweiz zahlreiche Orte mit besonders vielen oder schützenswerten Wildbienenarten. Doch diese liegen oft ausserhalb von Schutzgebieten.
Die Fachzeitschrift für die Chemie- und Laborbranche
Wenn es für die DNA-Analyse zu spät ist
Die Zusammensetzung einer Blutspur verändert sich im Laufe von Wochen und Monaten. Diesen Fakt will die Rechtsmedizin in Zukunft nutzen, um Verdächtige zu überführen − oder zu entlasten.
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Neues Impfstoffkonzept erfolgreich getestet
An der Universität Basel wurde ein neuer Ansatz für einen Impfstoff gegen Sars-CoV-2 entwickelt. Das Vakzin beruht auf abgewandelten Coronaviren, die sich im Körper nicht vermehren können.
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Haferflocken + Maggi = Baumnuss
Ein Forschungsteam an der Technischen Universität München hat das Aroma von Baumnusskernen analysiert und den zugrundeliegenden «Geruchsstoffcode» entschlüsselt.
Vorstufe
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Biologische Systeme mit neuer Detailgenauigkeit untersuchen
Durchbruch in der Fluoreszenzmikroskopie: Eine Forschungsgruppe hat eine Technik entwickelt, welche die Auflösung der Fluoreszenzmikroskopie bis auf die Ångström-Skala verbessert.
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UMWELT
Ein Ökosystem im Wandel
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VERFAHRENSTECHNIK
Mit Plasma gegen PFAS
Die Beseitigung von PFAS ist mit herkömmlichen Filtertechniken kaum realisierbar. Forschende setzen auf eine plasmabasierte Technologie, um kontaminiertes Wasser zu behandeln.
AUS DER FORSCHUNG 42
Forschende haben untersucht, wie der Bodensee auf Nährstoffveränderungen, invasive Arten und den Klimawandel reagiert. Die Resultate zeigen, dass das Ökosystem stark beeinflusst wird.
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WERKSTOFFE
Strom aus biegsamen, bunten Kollektoren
Neue Entwicklung: Flexible, lumineszierende Solarkonzentratoren können diffuses Sonnenlicht einfangen, um es für die Stromerzeugung zu verwenden.
AUS DER BRANCHE 44
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Dem Grossteil der zivilen Luftfahrt werden in absehbarer Zeit keine Elektro- oder Wasserstoffantriebe zur Verfügung stehen. Schon bald werden hingegen synthetische Treibstoffe bei der Reduktion von klimaschädlichen Emissionen die Hauptrolle übernehmen. Ihr Vorteil: Sie können ab sofort eingesetzt werden, ohne die bestehende Infrastruktur zu erneuern. Doch so einfach ist die Angelegenheit nicht.
Luca MeisterSchon bei kleinen Elektro- und Wasserstoffflugzeugen mit einer Kapazität von rund 30 Passagieren gibt es grosse Probleme bei der Energiedichte: Die Batteriemodule sind schwer, müssen gekühlt werden und halten aufgrund der starken Beanspruchung nicht lange. Auch Wasserstoff beansprucht viel Volumen und muss daher für die Speicherung verflüssigt, also bis -253 Grad heruntergekühlt, werden eine technische Herausforderung. Bis 2035, wenn Airbus den Betrieb seines WasserstoffMittelstreckenflugzeuges aufnehmen will, dauert es noch zwölf Jahre – Verzögerungen nicht eingerechnet.
Da 73 Prozent der Luftfahrtemissionen im Bereich der Mittel- und Langstrecke entstehen, liegt es auf der Hand: Um die Kli -
maziele zu erreichen, müssen bei den grösseren Flugzeugen andere Lösungen her. Theo Rindlisbacher, Bundesamt für Zivilluftfahrt, Sektion Umwelt, sagt: «Nachhaltige Drop-in-Treibstoffe – längerfristig synthetische kerosinähnliche Treibstoffe – sind die bedeutendste Massnahme zur Reduktion der Klimawirkung im Luftverkehr.» Die Sustainable Aviation Fuels (SAF), auch als Synfuels bezeichnet, sind bei den meisten Flugzeugtypen umgehend einsetzbar, da sie keine technische Anpassung an Treibwerken, Transport-, Lager- und Betankungssystemen erfordern. Zumindest mit einem Beimischungsverhältnis von bis zu 50 Prozent. Theoretisch könnten neue Flugzeugtypen ab 2030 zu 100 Prozent mit SAF fliegen, praktisch wird es gemäss Spezialisten wohl eher bei 75 Prozent sein. In beiden Fällen müssen Triebwerke neu ausgelegt werden, etwa mit angepassten Dichtungsmaterialien.
Zu den SAF gehören auch biogene Kraftstoffe, die aus Altspeiseölen oder organischen Abfällen hergestellt werden. Doch diese werden als Ersatz fossiler Treibstoffe bei weitem nicht ausreichen und ein Anbau pflanzlicher Rohstoffe für dessen Herstellung würde die Nahrungs- und Futtermittelproduktion unnötig konkurrenzieren. Ressourcentechnisch machen synthetische Treibstoffe Sinn, da sie einen geschlossenen Kreislauf bilden können. Werden deren Hauptbestandteile, also Kohlendioxid und Wasserstoff, in Methan umgewandelt und verbrannt, entstehen gleichviel Kohlendioxid und Wasser, wie anfangs eingebracht wurden.
Künstliches Kerosin reduziert nicht nur den CO2-Ausstoss und die Feinstaubbelastung an Flughäfen, sondern soll auch weniger Kondensstreifen bilden. Gemäss Experten könne das SAF-Design nicht nur so ausgelegt werden, dass es die Kondensstreifen weniger strahlungsaktiv macht, sondern
auch bei der Verbrennung weniger CO2 freigesetzt wird. Darüber hinaus entstehen bei der Verbrennung von SAF weniger SLCF (siehe Kasten auf S. 6), die man kompensieren muss – indem etwa entsprechende Mengen CO2 aus der Luft abgeschieden und unterirdisch eingelagert werden.
Eine industrieweite Nutzung der alternativen Treibstoffe scheiterte bislang an der verfügbaren Menge und den hohen Kosten. Bislang waren nur wenige Raffinerien auf der Welt in der Lage gewesen, SAF zertifiziert und ausreichend zu produzieren.
Dies soll sich nun ändern. Am Paul Scherrer Institut in Villigen entsteht derzeit eine Pilotanlage von Metafuels. Das Schweizer Unternehmen setzt auf eine Technologie, die grünes Methanol effizient in SAF umwandelt. Grünes Methanol kann aus grünem Wasserstoff und grünen Kohlenstoffoxiden (CO und CO2) hergestellt werden, wobei in einer Anfangsphase vermutlich auch blaues CO2 aus unvermeidbaren industriellen Quellen wie Stahl- oder Zementwerken und Müllverbrennungen bezogen werden könnte, das reichlich verfügbar ist. Das neue Verfahren basiert auf einem innovativen Katalysatorsystem «mit hoher Selektivität und Ausbeute», wie Ulrich Koss, Chief Technologist bei Metafuels, erklärt. «Wir haben die im Flugbenzin erwünschten Moleküle erfolgreich her-
Auf diesem Grundprinzip der zirkulären (inneren) CO 2 -(und Wasser-)Nutzung bauen synthetische Energieträger auf: Die Nutzung erzeugt nur so viel CO 2, wie zuvor für die Herstellung aus der Atmosphäre entzogen wurde. (Grafik: Empa)
gestellt und das Patent eingereicht.» Ab 2025 rechnet das Unternehmen mit seiner ersten Lizenz, ab 2026 sollen auf Anlagen 700 Millionen Liter pro Jahr hergestellt werden..
Mit einem anderen Unternehmen kooperiert Swiss, die bis 2030 ihre CO2-Emissionen gegenüber 2019 um 50 Prozent reduzieren und bis 2050 CO2-Nettonull anstrebt. Synhelion entwickelt ein Verfahren, das mit Hilfe von konzentriertem Sonnenlicht CO2-neutralen «Solartreibstoff» herstellen will. In Jülich, Deutschland, wird hierfür gerade ein Testanlage aufgebaut, die konzentrierte Sonnenstrahlung in Hochtemperatur-Prozesswärme umwandelt. Diese wird einem thermochemischen Reaktor zugeführt, der Synthesegas, ein
Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, produziert. Dieses wird darauf mit der üblichen Gas-to-Liquids-Technologie zu Kraftstoffen wie Benzin, Diesel oder Flugzeugtreibstoff verarbeitet. Swiss soll im Laufe des kommenden Jahres Erstabnehmerin werden.
Die Herstellung von SAF nimmt weitaus mehr Energie in Anspruch als die Produktion von herkömmlichem Kerosin – und soll vier- bis siebenmal so teuer sein. Vor dem Hintergrund der Klimaziele macht deren Herstellung also nur Sinn, wenn der «Prozessstrom» wenig Emissionen verursacht. Das betrifft das Einfangen von CO2 aus der Luft, das Abscheiden von CO2 aus Industrieprozessen, den Betrieb von Elektrolyseuren für die Herstellung von Wasserstoff und die Synthetisierung der SAF. In der Schweiz macht eine SAF-Produktion aufgrund der volatilen grünen Energieproduktion im Moment kaum Sinn. «Für den heutigen Kilowattstundenverbrauch des Flugverkehrs ab Schweiz müssten mindestens 70 Prozent der heutigen grünen Stromproduktion aufgewendet werden», fährt Theo Rindlisbacher fort.
Bei der Swiss können Kunden ihren CO 2 -Ausstoss indirekt kompensieren. Da in der Schweiz noch keine SAF-Tankinfrastruktur vorhanden ist, erfolgt dies über die Lufthansa-Gruppe. Bei der Buchung des Tickets kann man SAF einkaufen, der dann in Frankfurt ins Tanksystem eingespiesen wird und für einen anderen Flug eingesetzt wird. (Bild: Swiss)
Da auch andere Branchen an synthetischen Kraftstoffen interessiert sind, ist eine ganzheitliche Betrachtung nötig. Christian Bach, Abteilungsleiter Fahrzeugantriebssysteme bei der Empa, erklärt: «Um den Strassen- und Luftverkehr sowie industrielle Hochtemperaturprozesse vollständig auf erneuerbare Energien umzustellen, werden 30 bis 60 Terawattstun -
den an erneuerbaren synthetischen Energieträgern benötigt.» Das entspricht rund einem Drittel des heutigen fossilen Bedarfs der Schweiz (2022 wurden 124 TWh an fossilem Öl und Gas importiert).
«Wenn die Schweiz das Minimalszenario mit 30 Terawattstunden erreichen will, muss sie 2025 die erste Power-to-X-Anlage mit einer Leistung von 300 Megawatt bauen und alle fünf Jahre die Kapazitäten verdoppeln. Ansonsten ist es unmöglich, in 27 Jahren Nettonull zu erreichen. Doch auf dem freien Markt werden solche Grossanlagen nicht kommen», mahnt Christian Bach.
Vor dem Hintergrund des freien Marktes müsse auch anderen Verschiebungen standgehalten werden, um die Umwelt zu schonen. Thomas Häusler, Projektleiter Klima und Energie bei WWF Schweiz, ergänzt: «Synthetische Kraftstoffe oder Wasserstoff dürfen nur in jenen Sektoren eingesetzt werden, die nicht elektrifiziert werden können, wie etwa die Mehrheit des Flug- und Schiffsverkehrs und manche industrielle Prozesse.»
Experten sind sich einig, dass SAF aus dem Sonnengürtel importiert werden sol -
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SLCF und Nicht-CO2-Effekte
«Short-Lived Climate Forcers» sind kurzlebige Emissionen mit Lebenszeiten in der Atmosphäre zwischen Stunden und wenigen Jahrzehnten. Bedeutend sind Methan (CH4), Schwefeldioxid (SO2), Stickoxide (NOX ) und Kohlenmonoxid (CO). Neben den CO2-Emissionen sind diese Nicht-CO2-Effekte für den grösseren Teil des Treibhauseffekts des Fliegens verantwortlich. Dazu gehören Russpartikel und Stickoxide, die in der Luft zu Methan und Ozon reagieren, Wasserdampf und Kondensstreifen, die zur Bildung von Zirruswolken in der oberen Atmosphäre führen. «Diese Faktoren werden bislang in vielen Analysen und Nettonull-Versprechen ausser Acht gelassen», sagt Romain Sacchi vom Labor für Energiesystemanalysen am PSI.
len, wo die Produktion von Photovoltaikund Windenergie «last-flexibel» erfolgen könne. Doch der damit verbundene Ressourcenbedarf an Land und Wasser kann auch mit Risiken verbunden sein: «Der Wasserbedarf für die Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse ist erheblich, was in trockenen Regionen zu Problemen führen könnte», sagt Thomas Häusler. Würde die Herstellung von SAF ausschliesslich mit erneuerbarer Energie erfolgen, bedeutet dies schliesslich aber keineswegs, dass der Flugverkehr als Ganzes betrachtet dann klimaneutral wäre. Die gesamte Kette der Fussabdrücke der ganzen Luftfahrt-Infrastruktur muss ebenso berücksichtigt werden. «Neue Antriebe, klimaschonende Treibstoffe und das Her-
ausfiltern von CO2 aus der Atmosphäre, um es unterirdisch zu speichern, werden uns allein nicht ans Ziel bringen», sagt Marco Mazzotti, Professor für Verfahrenstechnik an der ETH. «Wir müssen zusätzlich den Flugverkehr reduzieren.» So lautet das Fazit von Mazzotti und anderen Forschenden der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts, die berechnet haben, wie der Flugverkehr bis 2050 klimaneutral werden könnte. Ihre Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications publiziert.
Quelle:
Energy Briefing 2023 zum Thema Synfuels vom Paul Scherrer Institut PSI
www.pepperlfuchs.com/sindex
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Böden sind die grössten natürlichen Kohlenstoffspeicher der Welt. Im hohen Norden ist dieser Speicher besonders gross, er ist dort aber auch besonders stark von der Klimaerwärmung betroffen. Eine kürzlich erschienene Studie der Universität Innsbruck untersuchte, wie die anhaltende Erwärmung die Aufnahme und Freisetzung von Kohlendioxid im Grasland der Subarktis beeinflusst. Als natürliche «Klimakammer» nutzen die Forschenden ein geothermisch aktives Gebiet in Island.
Subarktische Ökosysteme speichern grosse Mengen an Kohlenstoff. Durch die fortschreitende Klimaerwärmung entweicht immer mehr davon in die Atmosphäre. Inwieweit die Aufnahme von Kohlenstoff durch eine vermehrte Photosynthese der Pflanzen die Freisetzung aus dem Boden ausgleichen kann, war bis vor kurzem unklar: «Wenn nämlich die Erwärmung den Abbau der organischen Substanz im Boden und damit auch die Nährstoffversorgung der Pflanzen erhöht, sollten die Pflanzen besser wachsen und dabei auch mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen», sagt Michael Bahn vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck. «Das ist überraschenderweise nicht der Fall, wie unsere aktuelle Studie zeigt.»
Natürliches Klimalabor
Geothermale Bruchlinien in Island bieten der Forschung ideale Bedingungen, um die längerfristigen Auswirkungen der Klimaerwärmung auf Ökosysteme im hohen Norden zu erforschen. Ein Team um Michael Bahn hat im Rahmen eines internationalen Projekts ein geothermisch aktives Gebiet in Island genutzt, um den Zusammenhang von anhaltender Erwärmung und Stickstoff-
Weitere Studie konstatiert beschleunigten Humusabbau
Eine Studie der Universität Zürich im Sierra Nevada National Forest in Kalifornien zeigte, dass die Erwärmung zu einem erheblichen Verlust jener organischen Verbindungen führt, die den Pflanzen helfen, Kohlenstoff in ihren Blättern und in ihren Wurzeln zu speichern. Bisher ging die Wissenschaft davon aus, dass diese chemisch stabileren Verbindungen dem natürlichen Abbau länger widerstehen und somit Kohlenstoff im Boden speichern. Die Studie zeigt jedoch, dass Lignin, das den Pflanzen Steifigkeit verleiht, um 17 Prozent reduziert war. Cutin und Suberin (wachsartige Verbindungen in Blättern, Stängeln und Wurzeln, welche die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen) waren fast 30 Prozent weniger vorhanden. Selbst der pyrogene, organische Kohlenstoff, der nach einem Waldbrand zurückbleibt, war deutlich weniger vorhanden.
versorgung auf den Kohlenstoffkreislauf zu untersuchen. «Die Forschungsflächen waren in unterschiedlichen Abständen von der Bruchlinie angelegt und erwärmten sich entsprechend mehr oder weniger stark», erzählt Michael Bahn. «Indem wir einen Teil der Flächen entlang dieses Temperaturgradienten mit Stickstoff düngten, konnten wir die Wechselwirkungen zwischen Erwärmung und Stickstoffversorgung auf den Kohlenstoffkreislauf detailliert untersuchen.»
Die Erwärmung führte zu einem massiven Verlust von Kohlenstoff im Boden. «Im von uns untersuchten Gebiet in Island wurde in den ersten Jahren nach der Erwärmung bis zu 40 Prozent des Kohlenstoffs im Oberboden an die Atmosphäre abgegeben», erklärt Michael Bahn. «In den Folgejahren kam es zu einer Anpassung der mikrobiellen Biomasse und der Kohlenstoffhaushalt des Bodens pendelte sich wieder ein.» Um zu verstehen, welchen Weg der Kohlenstoff in diesem Kreislauf
von der Atmosphäre durch Pflanzen und Boden und wieder zurück zur Atmosphäre geht, hat das Team um Michael Bahn während des Experiments das stabile Kohlenstoffisotop 13C zugeführt. «Über das Isotop konnten wir den Weg des Kohlenstoffs im Ökosystem nachverfolgen», fährt der Ökologe fort. «Dabei zeigte sich, dass mit steigender Erwärmung der durch die Photosynthese der Pflanzen gebundene Kohlenstoff von den Mikroben stärker aufgenommen und rascher wieder vom Boden abgegeben wird.
Aus den Düngeexperimenten lässt sich weiter schliessen, dass die Produktivität der Pflanzen bei Erwärmung zusehends durch einen Stickstoffmangel begrenzt wird. Dies führte zu einem Rückgang der Kohlenstoffaufnahme im Ökosystem. Da Erwärmung die Freisetzung von Kohlenstoff beschleunigte, war die Fähigkeit des Ökosystems Kohlenstoff zu speichern somit zusehends reduziert.» Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlicht.
www.uibk.ac.at
Wo eine Dekarbonisierung in nächster Zeit nicht realisierbar ist, soll Kohlenstoffdioxid abgeschieden werden, um es bei chemischen Prozessen wieder einzusetzen oder zu speichern. Sulzer Chemtech unterstützt Betreiber von fossilen Grossanlagen dabei.
Die Nachfrage an umweltfreundlichen Technologien steigt. Gezwungermassen, denn die grossen Umweltverschmutzer des Industrie- und Energiesektors sind durch strengere Richtlinien zur Senkung ihrer Kohlenstoffemissionen verpflichtet. Wichtigste Treiber für die Einführung neuer Technologien sind die CO2-Steuer und Emissionsgutschriften. Investiert werden muss jedoch in die Entwicklung neuer CCU- und CCS-Lösungen. CCU ist die Abkürzung von «Carbon Capture and Utilization» – dem Recycling von CO2, und CCS steht für «Carbon Capture and Storage» – der Abscheidung und Speicherung von CO2
In dieser Hinsicht haben sich Industriekonzerne wie Sulzer vorgearbeitet und mit ihren Prozesslösungen den Klimasündern im Energiesektor, in den Zement-, Stahl-
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Nahaufnahme einer strukturierten Packung von Sulzer für leistungsstarke und kostengünstige CCU- und CCS-Anwendungen. (Bilder: Sulzer)
und Chemieindustrien aufgezeigt: die Adaptierung der Winterthurer Technologien wirkt nicht nur dem Klimawandel entgegen, sondern – und dies dürfte das Urteil der Industriegiganten massgeblich beeinflussen – die Leistung der Anlage wird dadurch nicht verringert. Trotz der Investition
in Nachhaltigkeit konnten die Firmen, die diese Lösungen implementiert haben, Gewinne durch neue Möglichkeiten vermelden und neue Geschäftsfelder erschliessen. Kohlendioxid, der Stoff mit dem schlechten Image, könnte auf diesem Weg zum Saubermann der Zukunft werden.
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Sulzer hat mit «Mellapak CC» (Carbon Cap ture) eine technische Lösung entwickelt, um Investition und Betriebskosten zu ver ringern. Das Konzept dafür nennt sich «Packing». Einfach erklärt: Mellapak CC maximiert den Kontakt zwischen CO Emissionsgasen und einer reaktiven Lö sung mit minimalem Einfluss auf die GasStrömung. Das ermöglicht die Anwendung von kleineren Absorptionskolonnen, die wesentlich weniger Energieinput für den Betrieb benötigen.
Statt der Freisetzung in die Atmosphäre wird das CO2 hocheffizient abgetrennt. So wird Kohlendioxid zur Lagerung oder zum Rohstoff für andere Produkte bereitge stellt, etwa für die erweiterte Ölförderung.
Im Forschungszentrum in Oberwinterthur sind Kolonnen in Pilotskala im Einsatz. Dort wurde Mellapak CC in den vergange nen Jahren für die Industrie entwickelt. Ein Leuchtturmprojekt war die Zusammenar beit mit Petra Nova Holdings, Betreiberin des grössten fossilen Brennstoffkraftwerks in den USA – und damit einer der grössten CO2-Emittenten. Die Übernahme der Schweizer Technologie hat den Ausstoss um 90 Prozent gesenkt. Die Anlage hat in dreieinhalb Jahren mehr als 3,5 Million Tonnen CO2 abgeschieden.
Ebenfalls in den USA, im Bundesstaat Ka lifornien, dessen Anwendungsvorschriften als streng gelten, wird an einem weiteren Demonstrationsprojekt mit weltweiter Aus strahlung gearbeitet. In diesem Fall hat das Unternehmen Blue Planet System selbst
ein Patent zur Mineralisierung von CO2 entwickelt für die Anwendung in der Bauindustrie: CO2-speichernden Beton. Was als Laborversuch begonnen hatte, wird jetzt mit der Unterstützung von Sulzer Chemtech in industrielle Realität verwandelt.
Experten unterschiedlicher Sulzer-Standorte weltweit treiben solche Entwicklungen voran. Die Winterthurer sind davon überzeugt, dass sich die CO2-Abscheidung insbesondere im Energie- und Zementsektor
erheblich verstärken wird. Dass sich gerade jetzt die Zementindustrie bereit zeigt, alte Herstellungsweisen durch neue Technologien zu ersetzen, sei auch marktbedingt. Aktuell befinden sich unterschiedliche Projekte in Entwicklung, die Sulzer den Industrien anbieten wird.
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Die ganze Welt der Phosphorchemie steht seit kurzem nach nur zwei Reaktionsschritten offen. Schnell dürfte die Frage aufkommen: «Warum haben wir das früher eigentlich so kompliziert gemacht?»
Die Antwort lautet: Weil ein Team von der Technischen Universität Dresden um Prof. Dr. Jan J. Weigand das neue Verfahren brandaktuell in «Nature Synthesis» veröffentlicht hat.
So verblüffend einfach wie das Ergebnis war der Weg dorthin nicht. Immerhin fünfzehn Jahre haben die Forschungen in Anspruch genommen.
So einfach geht Phosphorchemie heute: Aus Phosphaten aus dem Bergwerk oder aus Recycling-Phosphaten gewinnt man unter Verwendung von Pyridin (Py) und Trifluormethansulfonsäureanhydrid (Tf2O) das vielseitige Phosphorylierungsmittel Py2PO2(OTf).
Dieses Reagenz ermöglicht einen Redoxneutralen Zugang zu funktionalisierten Phosphaten, indem es mit verschiedenen Nukleophilen wie Aminen, Alkoholen oder Pseudohalogeniden sehr bereitwillig reagiert. Prof. Weigand sieht darin eine «Blaupause für eine wesentlich nachhaltigere Phosphorchemie».
Die Oxidationsstufe V des Phosphors bleibt bei diesem Verfahren vom Ausgangsstoff über das Phosphorylierungsmittel bis zur Phosphor-Feinchemikalie erhalten. Zukünftigen Generationen wird es vielleicht unverständlich erscheinen, dass man zuvor in einem viel aufwendigeren und energieintensiveren mehrstufigen Prozess zunächst über einen Redox-Umweg hochgiftigen weissen Phosphor (P4) hergestellt und anschliessend durch Oxychlorierung zu PCl3, PCl5 und POCl3 weiterverarbeitet hat, alles problematische und teilweise sehr giftige Zwischenprodukte.
Phosphor spielt eine große Rolle für den Menschen – zum Beispiel als Phosphordünger für die Landwirtschaft, darüber hinaus in Waschund Reinigungsmitteln, in Medikamenten, als essentieller Bestandteil von Flammschutzmitteln, Batterieelektrolyten und Katalysatoren. (Bild: Adpic)
Das Verfahren der Universität Dresden könnte über einen Beitrag zum Umweltschutz sowie Zeit- und Kostenersparnis hinaus Europa unabhängiger von Drittstaaten machen. Erst kürzlich begann die Erkundungsphase für einen möglichen Abbau von Bodenschätzen im schwedischen Kiruna.
Als Sensation gilt der dortige Fund von Seltenen Erden, die für die digitale und grüne Transformation gebraucht werden (z. B. Elektroautos, Windräder). Fast unter-
Triphenylphosphat kommt als Weichmacher für Celluloseacetat-Kunststoffe und als Flammschutzmittel zum Einsatz. (Bild: Shutterstock)
gegangen ist dabei, dass in Kiruna auch grosse Mengen an Eisen sowie an Phosphor- und Fluorverbindungen gefördert werden können. Die Kombination macht das Gesamtprojekt ökonomisch so interessant. Und Seltene Erden vor der eigenen Haustür plus Phosphate plus ihre innovative Verarbeitung nach dem Dresdner Verfahren könnten Europa gleichzeitig mehr Umweltschutz und mehr Unabhängigkeit bringen.
ChemieXtra
Quelle: www.tu-dresden.de
Ein Team an der Technischen Universität Chemnitz hat erstmals eine chemische Verbindung nachgewiesen, die lange gesucht worden ist. Mit der «neutralen homoaromatischen Verbindung» werden neue Forschungsfelder in der Biomedizin eröffnet.
In der Fachzeitschrift Nature Chemistry berichten Prof. Dr. Johannes Teichert, Inhaber der Professur organische Chemie an der Technischen Universität Chemnitz, sein Wissenschaftlicher Mitarbeiter Trung Tran Ngoc sowie weitere Beteiligte über eine sogenannte «neutrale homoaromatische Verbindung».
Die Erkenntnisse sind ein Meilenstein für die organische Chemie, denn seit mehr als 70 Jahren haben Chemikerinnen und Chemiker lediglich die Existenz dieser Molekülklasse theoretisch vermutet. Der praktische Nachweis fehlte bislang. Die von Teichert und seinem Team nun hergestellten homoaromatischen Moleküle können zum Beispiel als «Ersatzbausteine» für klassische aromatische Moleküle genutzt werden. Damit ergeben sich ganz neue Kombinationsmöglichkeiten und damit auch Ansätze, um zum Beispiel neue Materialien oder Wirkstoffe in der Medizin zu entwickeln.
«Mit dieser bahnbrechenden Entdeckung konnten wir ein fundamentales Problem der Chemie lösen und an der TU Chemnitz
erstmals nachweisen, dass es die lange angenommenen aber nie nachgewiesenen neutralen homoaromatischen Verbindungen in der organischen Chemie überhaupt gibt», erklärt Teichert. «Das ist nicht weniger als ein Durchbruch für die organische Chemie – auch, weil wir diese Verbindungen zum ersten Mal mit ihren individuellen Eigenschaften charakterisiert haben», fährt Teichert fort.
Während klassische aromatische Moleküle mit ihrem cyclischen Aufbau durch eine kreisförmige Bewegung der Elektronen gekennzeichnet sind, ist dieser Ring bei homoaromatischen Verbindungen unterbrochen.
Werden jedoch die reaktiven Enden des Moleküls in einer exakten Geometrie gehalten, baut sich die Kreisbewegung der Elektronen auch ohne eine «echte» Bindung auf. Diese Verbindung der Moleküle jenseits einer klassischen chemischen Bindung sei eine besondere Eigenschaft der von Teichert und seinem Team hergestell -
ten Homoaromaten. «Damit können wir nun zum ersten Mal die molekularen Wechselwirkungen innerhalb der homoaromatischen Verbindungen erforschen und vor allem systematisch verändern», fügt Teicherts Mitarbeiter Trung Tran Ngoc hinzu. «Durch die Stabilität der Verbindung können wir das Konzept der Homoaromatizität nun intensiv erforschen und so auch besser verstehen», ergänzt Teichert.
Mit der Entdeckung dieser neuen Form chemischer Verbindungen geht auch ein neuer Typ photochemischer Schalter einher. Sogenannte «Photoschalter» spielen unter anderen in der Medizin und Biomedizin eine wichtige Rolle. Durch diese Schalter können zum Beispiel Wirkstoffe im menschlichen Körper gezielt von aussen durch Licht angeregt und so deren Wirkung an Ort und Stelle aktiviert und untersucht werden.
www.tu-chemnitz.de
Forschende der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL haben in einer Studie zahlreiche Orte in der Schweiz gefunden, an denen es besonders viele oder schützenswerte Wildbienenarten gibt. Das Problem: Sie liegen oft ausserhalb von Schutzgebieten.
Wildbienen sind unverzichtbare Bestäuber. Die weltweit über 20’000 Wildbienenarten befruchten aufgrund ihrer unterschiedlichen Bedürfnisse, Nahrungsvorlieben und Aktivitätszeiten ein weites Spektrum an Blumen. Und sie verbessern auch deshalb sogar dort den Fruchtansatz von landwirtschaftlichen Kulturen, wo es viele Honigbienen gibt. In der Schweiz sind etwa 600 Wildbienenarten heimisch. Fast die Hälfte von ihnen ist laut der Roten Liste der bedrohten Tierarten gefährdet.
Ein Problem ist mangelnder Lebensraum, und es ist bisher unklar, wie gut Wildbienen von Schutzgebieten profitieren. «Wenn Schutzgebiete ausgewiesen werden, geht es meist um Wirbeltiere oder Pflanzen, nicht um Insekten», sagt der Ökologe Joan Casanelles-Abella von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL. Casanelles-Abella, Marco Moretti und Forschende weiterer Institutionen gingen dieser Frage nach – mit ernüchterndem Ergebnis. Zunächst erkundeten sie, wo es besonders viele oder besonders schützenswerte, da seltene oder hochspezialisierte Wildbienenarten gibt. Dazu griffen sie auf Daten von fast 3350 Flächen zurück, auf denen im Rahmen von Langzeitbeobachtungen
oder Studien erfasst worden war, welche Wildbienen dort vorkommen. Diese konkreten Vorkommen rechneten sie dann mit Hilfe von Verbreitungsmodellen, die Lage, Nutzung und Klima der Standorte mit einbezogen, für knapp 550 Bienenarten auf die ganze Fläche der Schweiz hoch. Dann verglichen sie die Zusammensetzung von Arten und Eigenschaften der Wildbienen-Gemeinschaften an verschiedenen Orten der ganzen Schweiz miteinander.
Tiefland unterscheidet sich vom Gebirge
Als «Bienen-Hotspot» definierten sie bestimmte Flächen, auf denen besonders viele Bienenarten lebten, oder deren Bie -
nen-Gemeinschaften in punkto Eigenschaften oder Zusammensetzung einzigartig und damit schützenswert waren. Dabei zeigten sich im Tiefland und im Gebirge gegenläufige Trends. Hotspots im Tiefland zeichnen sich durch eine grosse Artenvielfalt aus. Hotspots mit seltenen und stark spezialisierten Arten, die sich klar vom Rest der Schweiz unterscheiden, gab es dort allerdings keine. Im Gebirge war es genau umgekehrt: Dort machten die Forscher Hotspots mit Artengemeinschaften aus, die sich aufgrund seltener und spezialisierter Wildbienenarten stark von anderen absetzten. Die Artenvielfalt dagegen war generell niedriger als im Tiefland. In einem weiteren Schritt untersuchten die Forschenden dann, wie stark sich die von ihnen identifizierten Wildbienen-Hotspots und Naturschutzgebiete in der Schweiz überlappen. «In streng geschützten Gebieten wie etwa dem Nationalpark ist die Überlappung gut», sagt Casanelles-Abella. Zudem liegt etwa die Hälfte der «BergHotspots» in Schutzgebieten. «Das liegt daran, dass es in den Alpen viele Schutzgebiete gibt», erklärt der Forscher.
Was sind «geschützte Gebiete»?
Der Begriff «geschütztes Gebiet» ist ein Oberbegriff, der in der Schweiz viele verschiedene Strategien umfasst. In dieser Studie wurde unter den zwei folgenden Kategorien unterschieden:
– geschützte Gebiete sensu stricto: Nationalpark, Biotope von nationaler Bedeutung (Hoch- und Flachmoore, Auengebiete, Amphibienlaichgebiete, Moorlandschaften, Trockenwiesen und -weiden), Waldreservate und Pro Natura Naturschutzgebiete
– geschützte Gebiete sensu lato: Schweizer Pärke, Wasser- und Zugvogelreservate, eidgenössische Jagdbanngebiete und weitere Schutzgebiete von internationaler Bedeutung wie Smaragd-Gebiete
Über die ganze Schweiz gesehen, liegen die meisten Hotspots allerdings ausserhalb von Schutzgebieten: Bei den besonders artenreichen sind es über 75 Prozent, bei denen mit besonders einzigartigen Arten immer noch gut die Hälfte. «Der Grund hierfür ist, dass gerade streng geschützte Gebiete nur einen kleinen Teil der Landesfläche ausmachen», warnt der Forscher. «Diese ungeschützten Hotspots muss man mindestens genau im Auge behalten, noch besser aber in das Netzwerk bestehender Schutzgebiete einbeziehen, wenn das
möglich ist.» Auch die Hotspots in den Bergen machen Forschenden Sorgen, selbst wenn sie in Schutzgebieten liegen: «Gerade in den höheren Lagen schreitet der Klimawandel schnell voran», sagt CasanellesAbella. «In den Pyrenäen sieht man bereits, dass in hohen Lagen Arten verschwinden.» Zudem müsse man nun mit Untersuchungen von Ort überprüfen, ob die vom Modell vorhergesagten Hotspots auch tatsächlich solche seien – und was sie auszeichne. Dieses Wissen könnte dann in die Planung von Schutzgebieten einfliessen, die auch Bienen etwas nützten, sagt CasanellesAbella. «Und nicht nur Bienen – unsere Methode lässt sich auch auf andere Insekten übertragen und erlaubt so zu untersuchen, wo deren Hotspots liegen.»
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Bienenvorkommen im Tiefland sind besonders artenreich. Gelbe Flächen haben besonders hohe Werte, dunkle besonders tiefe. (Grafik: Joan
Bienenvorkommen in den Alpen zeichnen sich durch ihre Einzigartigkeit aus. Gelbe Flächen haben besonders hohe Werte, dunkle besonders tiefe. (Grafik: Joan Casanelles-Abella)
Auch frühe virale Infekte könnten negative Auswirkungen auf das Nervensystem haben. Forschende der Universität Freiburg und des Swiss Integrative Center for Human Health konnten bei Mäusen einen direkten Zusammenhang zwischen Entzündungen und der viel späteren Entwicklung von Alzheimer-ähnlichen Veränderungen im Gehirn nachweisen.
Es ist eines der grossen Rätsel der Medizin: Wodurch wird Alzheimer verursacht? In den letzten Jahren haben sich die Hinweise verdichtet, dass chronische Entzündungen, am ehesten durch Viren, eine entscheidende Rolle bei der Krankheitsentwicklung spielen. Jüngste Erkenntnisse der Gruppe von Lavinia Alberi Auber des Departements für Medizin der Universität Freiburg stärken die Indizienlage nun. Den Forschenden ist es gelungen aufzuzeigen, wie eine chronische Entzündung bei Mäusen schon in der Mitte des Lebens negative neurologische Veränderungen nach sich zieht. Diese Veränderungen erinnern insgesamt stark an das Krankheitsbild wie man es von Alzheimer-Patientinnen und -Patienten kennt. So zeigten die Gehirne der Mäuse mit der Zeit spezifische ProteinAblagerungen in Form von Fasern, sogenannten Tau-Fibrillen. Dazu kamen problematische genetische Veränderungen und Beeinträchtigungen der Mikroglia-Zellen, die eine wichtige Rolle im Immunsystem des Zentralnervensystems spielen.
«Wir konnten erstmals zeigen, dass chronische Entzündungen, die aufgrund eines viralen Erregers früh im Leben auftreten, einen entscheidenden Einfluss auf Veränderungen im Gehirn im Alter haben», sagt die Gruppenleiterin Lavinia Alberi Auber. Bisher hatte man vor allem Infektionen in späteren Lebensphasen im Blick. Um den Zusammenhang zu studieren, haben die Forschenden ein neues Mausmodell entwickelt, das mit einem speziellen Polymer namens PolyI:C arbeitet. Das Molekül fungiert dabei als eine Art Pseudo-Virus, auf das der Organismus sehr ähnlich reagiert wie auf eine virale Infektion. Die Mäuse
bekamen PolyI:C dabei zweimal gespritzt, einmal vor der Geburt während der Schwangerschaft der Mutter und das zweite Mal im Erwachsenalter. Danach studierten die Forschenden die Auswirkungen der Entzündungsreaktion auf das Gehirn während der gesamten Lebensspanne der Mäuse. Nach den Beobachtungen gehen sie davon aus, dass auch beim Menschen langandauernde Entzündungsreaktionen –auch wenn diese auf «kleiner Flamme köcheln» – ursächlich an der Entstehung von Alzheimer beteiligt sind. Versteht man wichtige auslösende Faktoren besser, tun sich damit natürlich auch neue Wege der Behandlung beziehungsweise Prävention auf. Alberi Auber betont aber auch, dass man Alzheimer nur verstehen kann, wenn man es als eine multifaktoriell verursachte und entsprechend komplexe Krankheit ansieht.
Die in der Fachzeitschrift Brain, Behavior, & Immunity – Health publizierten Erkenntnisse sind nicht nur von Bedeutung für die
Alzheimer-Forschung. Alberi Auber und ihr Team hoffen, dass ihr Mausmodell noch viel breiter in der Forschung zum Einsatz kommt. Denn Alzheimer ist bei weitem nicht die einzige neurodegenerative Erkrankung, bei der infektiöse Ursachen diskutiert werden. Einen kausalen Zusammenhang vermutet man beispielsweise auch bei Demenz, Multipler Sklerose (MS), Parkinson oder sogar bei Schizophrenie. Und nicht zuletzt könnte das Modell helfen, die noch wenig verstandenen, langanhaltenden Auswirkungen von Covid-19 auf das Nervensystem besser zu verstehen. In diesem Sinne wurde von Lavinia Alberi Auber mit Kolleginnen und Kollegen eine globale Alzheimer-Pathobiom-Initiative ins Leben gerufen, um solche Zusammenhänge zu entschlüsseln. Könnte also gut sein, dass wir uns nach dem Mikrobiom bald mit einem weiteren medizinischen Konzept vertraut machen müssen: dem Pathobiom als Zusammenspiel verschiedener Pathogene, seien es nun Bakterien, Viren oder Pilze.
Stabilitätstests für feste Arzneimitteln könnten in Zukunft nach dem Konzept der sogenannten Mechanochemie in einer Viertelstunde erfolgen, während sie herkömmlicherweise bis zu fünf Jahre dauern.
Arzneimittel müssen vor ihrer Zulassung sowohl auf ihre Wirksamkeit und Unbedenklichkeit als auch auf ihre Stabilität geprüft werden, da sie oft über Jahre in Apotheken und privaten Haushalten lagern und sich dabei nicht verändern dürfen. Zudem sind praktisch alle Arzneimittel Mehrkomponenten- oder Mehrphasensysteme, die in eine Matrix eingebettet sind, also zum Beispiel Hilfs- und Trägerstoffe enthalten. Diese Zusatzstoffe können mit der Zeit, etwa bei längerer Lagerung der Arzneimittel, mit dem Wirkstoff in Wechselwirkung treten und die Wirkung des Arzneimittels beeinträchtigen.
Die pharmazeutische Industrie muss vor der Zulassung eines neuen Arzneimittels sämtliche Daten zur Stabilität offenlegen. Deshalb besteht ein erhebliches Interesse an der Entwicklung zuverlässiger Vorhersageinstrumente zur Einschätzung der Sicherheit von Arzneimitteln. Aktuell sind solche Prognoseinstrumente für Festkörpereigenschaften, insbesondere im Hinblick auf Festkörperstabilität und -abbau, jedoch nur begrenzt verfügbar. Ausserdem sind die Geschwindigkeit und die Zersetzungsprodukte von Festkörperabbauprozessen für jede Verbindung einzigartig. Das macht die Entwicklung von Stabilitätsmodellen sehr zeit- und kostenaufwendig. Es gibt zwar Vorhersagemethoden in wässriger Umgebung. Allerdings führen sie zu hohen Fehlerquoten. Da unter diesen Bedingungen oft nicht relevante Abbauprodukte gebildet werden, bedeuten diese Vorhersagemethoden für den Hersteller neuer Arzneimittel und für den Kunden ein hohes finanzielles und gesundheitliches Risiko. Kurz: Für Stabilitätstests fehlt noch ein Verfahren, welches das Medikament «im Zeitraffer» zersetzt.
Machbarkeitsstudie erfolgreich
Ein solches Verfahren haben Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Katalyse in Rostock (LIKAT), der RWTH Aachen, der Julius-Maximilians-Universität Würzburg und der RD&C Research, Development & Consulting GmbH, Wien, entwickelt und dazu eine Machbarkeitsstudie im Fachblatt ACS Central Science veröffentlicht. Dabei wurden beispielhaft Thrombozytenaggregationshemmer-Tabletten und zum Vergleich der reine Wirkstoff (ein Thienopyridin) in Gegenwart Zersetzungs-Initiators in einer Schwingmühle behandelt. Infolge der mechanischen Einwirkung konnten in weniger als fünfzehn Minuten Abbauprozesse beobachtet werden. (Daher stammt auch die Bezeichnung «Mechanochemie»: mechanische Einwirkung, chemische Folgereaktionen.)
Im Vergleich zeigte sich, dass die Abbauprofile sowohl für den reinen Arzneistoff als auch das fertige pharmazeutische Produkt identisch waren. Das bedeutet, dass
reproduzierbare und relevante Aussagen für diese Klasse von Arzneimitteln bereits in kurzen Reaktionszeiten allein mit dem Wirkstoff erstellt werden können. Für eine beschleunigte Zulassung von Arzneimitteln wäre dies von grosser Bedeutung.
Dieser neue Ansatz stellt nach dem Urteil der Autoren einen Paradigmenwechsel in der Anwendung mechanochemischer Prozesse dar. Für die Zukunft wird es darauf ankommen, den mechanochemischen Ansatz von Thienopyridinen auf andere Wirkstofffamilien zu übertragen und die Rolle anderer Stimuli, wie etwa Licht oder Temperatur, für den erzwungenen Abbauprozess zu bewerten.
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Quelle: www.rwth-aachen.de
Wann wurde der Blutfleck hinterlassen? Diese Information kann ein wertvolles Indiz zu einem Verbrechen sein. Denn die Zusammensetzung einer Blutspur verändert sich im Laufe von Wochen und Monaten. Diesen Fakt will die Rechtsmedizin in Zukunft nutzen, um Verdächtige zu überführen – oder zu entlasten.
Knapp ein Jahr lang lag das blutige Papier auf einer Dachterrasse, vor Regen geschützt, aber ansonsten Wind und Wetter ausgesetzt. Zum Glück handelte es sich dabei nicht um Indizien eines Gewaltverbrechens, nein, die Bluttropfen waren Teil eines vom Schweizerischen Nationalfonds finanzierten Projekts: Mit dem Langzeitversuch wollen Forschende eine forensische Methode entwickeln, um zuverlässig das Alter einer Spur zu bestimmen. Dies ist vor allem wichtig, wenn Blut, Speichel oder Samenflüssigkeit erst Wochen oder Monate nach einer Tat gefunden werden. Dann genügt es oft nicht, die Körperflüssigkeit einer bestimmten Person zuzuordnen – etwa durch DNA-Analyse. Entscheidend ist dann, auch zu belegen, dass die Spur tatsächlich zum Zeitpunkt der Tat entstanden ist, und nicht in Situationen davor oder danach, die nichts mit dem Verbrechen zu tun haben.
«Für eine solche Altersbestimmung gibt es im Moment noch keine routinemäs sige Methode», erklärt Andrea Steuer, Bereichsleiterin am Zentrum für Forensische Pharmakologie & Toxikologie am Institut für Rechtsmedizin der Universität Zürich.
Welche Stoffe ändern sich mit der Zeit?
Ihr Team untersuchte deshalb, ob die Zusammensetzung eines Blutflecks – etwa am Boden oder auf Kleidungsstücken von verdächtigen Personen – verraten könnte,
Wenn es für die DNA-Analyse zu spät ist
wann dieser hinterlassen wurde. Denn ausserhalb der geschützten Umgebung des Körpers setzen biochemische Prozesse ein: Einige Inhaltsstoffe des Blutes werden zersetzt oder modifiziert, neue Stoffe reichern sich als Abbauprodukte an. Daraus lässt sich möglicherweise ableiten, wie alt das Indiz ist.
Für ihre Studie betrachteten die Forschenden zwei verschiedene Situationen: Sie tropften Blutproben von elf Personen auf saugfähiges Papier und lagerten diese entweder bei relativ konstanten Umweltbedingungen in einer Schublade im Labor oder unter einem Tisch auf dem Dach des Instituts für Rechtmedizin – ausser Regen allen Witterungseinflüssen wie Wind, UVStrahlung und Temperaturschwankungen ausgesetzt. Im Verlauf von 48 Wochen entnahmen sie zu neun verschiedenen Zeitpunkten Proben und analysierten diese mit dem Massenspektrometer – einem Gerät, das die im Blut enthaltenen Stoffe anhand von Grösse und chemischen Eigenschaften auftrennt.
Insgesamt fanden sie so über 10 000 verschiedene Substanzen in den Blutproben. «Zum grössten Teil wissen wir gar nicht, um was es sich dabei handelt», so Steuer. Das spielt aber keine Rolle: Den Forschenden ging es zunächst darum, aus der riesigen Datenmenge diejenigen Stoffe herauszufischen, deren Menge sich im Laufe der Zeit messbar änderte. «Diese möglichen Kandidaten für die Altersbestimmung können wir dann genauer charakterisieren», so Steuer.
Durch komplexe statistische Analysen gelang es ihrem Team tatsächlich, einige geeignete Substanzen zu identifizieren. Mit am vielversprechendsten ist Phenylalanylalanin, ein kleines Molekül, das möglicherweise beim Abbau von im Blut enthaltenen Eiweissen entsteht. Phenylalanylalanin war in den Blutproben zu Beginn nur in sehr geringen Mengen vorhanden, nahm dann aber im Lauf der Zeit bis fast zum Ende des Experiments kontinuierlich zu. Ob sich aus dieser Beobachtung eine forensische Testmethode entwickeln lässt, ist aber noch offen: So muss beispielsweise der Einfluss von verschiedenen Umweltfaktoren wie Luftfeuchtigkeit und Tempe -
ratur auf die Menge von Phenylalanylalanin einzeln getestet werden. Zudem ist auch wichtig abzusichern, dass es dabei zwischen dem Blut von verschiedenen Personen keine grossen Unterschiede gibt. «Je mehr man sich damit beschäftigt, desto komplexer wird es», sagt Steuer.
Auch andere Körperflüssigkeiten im Visier Mittlerweile untersucht das Team mit dem gleichen Ansatz auch Spuren von Speichel,
Samenflüssigkeit und Urin. Allerdings lagern die Proben dafür nur im Labor und nicht auf dem Dach. «Im Freien sind die Unsicherheiten durch die extremen Umweltbedingungen einfach zu gross», so Steuer. «Aber auch wenn die Methode nur in Innenräumen funktioniert, wäre das schon ein riesiger Fortschritt.» Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Drug Testing and Analysis publiziert.
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Zum spezifischen Nachweis eines Bakteriums lassen sich Nukleinsäuresubstrate auf ein bakterienspezifisches Enzym massschneidern. Das ist die Blaupause für neue Biosensoren zur schnellen und einfachen Vor-OrtAnwendung – zum Beispiel für einen rechtzeitigen Salmonellen-Alarm.
Nach diesem Konzept hat eine Forschungsgruppe einen einfachen Farbtest auf Lebensmittelkontaminationen mit Salmonellen entwickelt. Kernstück des Tests ist eine neuartige Nukleinsäuresonde, die durch ein Enzym, eine RNase dieser Bakterienart, spezifisch gespalten wird. Wie das Team in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, ist somit der Aufbau eines einfachen, portablen Testsystems auf Salmonellen mit kolloidalem Gold als Farbnachweis möglich.
Gefährliches Bakterium –tagelange Laboranalytik
Ob in Eis, Hackfleisch oder Hühnchen: Wachsen dort Bakterien vom Typ Salmonella typhimurium, kann der Verzehr eine schwere Lebensmittelvergiftung zur Folge haben. Der Verdacht auf eine Kontamination mit Salmonellen erhärtet sich jedoch in der Regel erst nach mehreren Tagen, wenn mikrobiologische analytische Labors diese Bakterienart in Kultur nachweisen können. Eine Forschergruppe der McMas-
ter-Universität in Hamilton (Kanada) hat nun eine hybride DNA-RNA-Sonde entwickelt, mit der ein Nachweis auf Salmonellen sehr viel schneller und mit einfachen Mitteln gelingt.
Das McMaster-Team entdeckte in mehreren Selektionsrunden ein DNA-RNA-Hybrid als Nukleinsäuresubstrat, das spezifisch von einem Salmonellenenzym, einer RNase H, erkannt und gespalten wird. Daraus entwickelte das Team sowohl eine Sonde für einen empfindlichen Fluoreszenznachweis
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Heute gegen Salmonellen – morgen Plattformtechnologie
Eine Forschungsgruppe aus Kanada hat einen schnellen Vor-Ort-Test auf Salmonellen entwickelt. Das ist schon an sich eine wichtige Ergänzung und Alternative zu den länger dauernden mikrobiologischen Laboranalysen zum Nachweis dieses gefährli chen Bakteriums. Darüber hinaus stellt das zugrundeliegende Verfahren eine Blaupau se für die Entwicklung ähnlicher Tests auf andere Bakterien dar.
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Der Test auf Salmonellen ist ein Pilotprojekt – nach dem Konzept sollten sich viele Biosensoren zum spezifischen Vor-Ort-Nachweis von Bakterien designen lassen. (Bild: Shutterstock)
als auch einen einfachen, portablen Farbtest auf Salmonellen mit kolloidalem Gold. Kolloidales Gold ist ein gängiges Farbreagenz, das wir vor allem von Teststreifen wie zum Beispiel für den SARS-CoV-2-Antigentest kennen. Für den Salmonellennachweis verwendete das Team jedoch keine Papierstreifen, sondern die Plastikspitzen von Pipetten, laborüblichen Instrumenten zur Aufnahme von definierten Flüssigkeitsmengen.
Für diesen Pipetten-basierten Test wird die innere Wand einer Pipettenspitze zunächst mit DNA-funktionalisiertem Nanogold belegt. Wird nun eine Reagenzmischung aus Nanogold-DNA und der DNA-RNA-Sonde in die Pipettenspitze hochgezogen, bildet sich an der Wand unter Beteiligung der DNA-RNA-Sonde eine Nanogold-Doppelschicht.
Mit dem neuen Testverfahren nur eine Stunde
Enthält nun die aufgesaugte Reagenzmischung Salmonellen, löst sich die obere Goldschicht ab, da die RNase H der Salmonellen spezifisch die DNA-RNA-Sonde zwischen den beiden Schichten spaltet. Ein
deutlicher roter Fleck auf einem Nylontuch, das die abgelaufene Goldlösung aufnimmt, zeigt dann die Kontamination der geteste ten Lebensmittelprobe mit Salmonellen an. Eine Stunde Inkubationszeit in der Pipet tenspitze reicht für den empfindlichen Nachweis von Salmonellen zum Beispiel in Hackfleisch aus, schreibt das Team. Der Test ist somit nicht nur deutlich einfacher und unkomplizierter als jede andere Art eines spezifischen Salmonellennachweises. Er ist auch viel kürzer.
Eine Forschungsgruppe aus Kanada hat einen schnellen Vor-Ort-Test auf Salmonellen entwickelt. Das ist schon an sich eine wichtige Ergänzung und Alternative zu den länger dauernden mikrobiologischen Laboranalysen zum Nachweis dieses gefährlichen Bakteriums. Darüber hinaus stellt das zugrundeliegende Verfahren eine Blaupause für die Entwicklung ähnlicher Tests auf andere Bakterien dar.
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An der Universität Basel wurde ein neuer Ansatz für einen Impfstoff gegen Sars-CoV-2 entwickelt. Das Vakzin beruht auf abgewandelten Coronaviren, die zwar in Zellen eindringen und eine effiziente Immunantwort auslösen, sich dabei im Körper aber nicht vermehren können. In Tierversuchen schützte der Impfstoff wirksam vor der Erkrankung und verhinderte sogar die Virusübertragung. Klinische Studien am Menschen sollen bald folgen.
Obwohl seit Anfang 2021 sichere und wirksame Covid-19-Impfstoffe zur Verfügung stehen, verbreitet sich Sars-CoV-2 weiter und bringt laufend neue Varianten hervor. In manchen Regionen fehlt der Bevölkerung der Zugang zu Impfstoffen, in anderen fehlt es an Vertrauen gegenüber den neuartigen mRNA-Vakzinen. Neue Impfstoffe, die sich einfach lagern und verabreichen lassen und einen effizienten Immunschutz aufbauen, wären ein wichtiger Schritt, um das Coronavirus nachhaltig in Schach zu halten.
Forschende um Prof. Dr. Thomas Klimkait vom Departement Biomedizin der Universität Basel stellen nun gemeinsam mit dem Unternehmen RocketVax ein Impfstoffkonzept vor, das eine neue Generation an Impfstoffen gegen Sars-CoV-2 hervorbringen könnte. Das Konzept lässt sich
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Forschende stellen ein neues Konzept für einen Impfstoff vor, der einen langanhaltenden und breit gefächerten Schutz vor Sars-CoV-2 und seinen Varianten verspricht. (Bild: Universität Basel, Catherine Weyer)
zudem auch rasch auf neue Varianten und auf andere Viren anpassen. Ihre vielversprechenden Ergebnisse werden nun zur unabhängigen Begutachtung und Publikation bei einem Fachjournal eingereicht und sind auf einem Preprint-Server zugänglich.
«1-Zyklus-Viren», so bezeichnen die Forschenden das Prinzip ihres neuartigen Impfstoffs. Das Vakzin beruht auf einer speziell angepassten Version des Virus, die sich zwar im Labor vermehren lässt. In Körperzellen jedoch können sich die 1-Zyklus-Viren nach dem ersten Eindringen nicht weiter vermehren.
Ein Virus bringt normalerweise in seinem Erbgut die Baupläne für sämtliche Bauteile mit, die für neue Viruspartikel nötig sind. Einmal in einer Körperzelle angelangt, missbraucht das Virus dann die Zellma -
schinerie: Die Zelle beginnt, das Virus zu vervielfältigen. Anschliessend zerstören die neu gebauten Viren die Zelle und infizieren weitere Zellen.
Für ihren Impfstoff wandeln die Forschenden das Viruserbgut jedoch ab: «Wir nehmen unter anderem ein bestimmtes Gen aus dem Bauplan für die Virushülle heraus», erklärt der Virologe Klimkait. Fehlt diese Hüll-Komponente, können keine neuen Viruspartikel entstehen. Die Einzelteile des Virus werden aber produziert. Diese präsentiert die Körperzelle an ihrer Oberfläche dem Immunsystem, das die Virus-Bausteine erkennt und einen wirksamen Immunschutz aufbaut.
Um diese Viren, die sich in Körperzellen nicht mehr vervielfältigen können, für die
Impfstoffherstellung dennoch zu vermehren, entwickelten die Forschenden eine sogenannte Produktions-Zelllinie. Dafür bauten sie Zellen im Labor das fehlende Gen für den Virus-Baustein ins Erbgut ein, sodass sie diesen Baustein dauerhaft herstellen. Schleust das Team nun das abgewandelte Viruserbgut (mit unvollständigem Bauplan für die Virushülle) in die Produktions-Zellen ein, bauen diese neue Viruspartikel.
«Äusserlich sind diese Impfviren mit den normalen Coronaviren völlig identisch. Aber das Virushüllen-Gen fehlt in ihrem Erbgut. Das heisst, in normalen Körperzellen, die keinen Ersatz anzubieten haben, können sie sich nicht vervielfältigen», so Dr. Christian Mittelholzer, verantwortlicher Wissenschaftler im Projekt.
«Sollten neue Varianten oder gar ein «Sars-CoV-3» auftauchen, liesse sich mit demselben Konzept sehr schnell ein passender Impfstoff herstellen.»
Verbesserte Immunantwort
Abgesehen vom fehlenden Bauplan für den Virushüllen-Baustein veränderten die Forschenden noch weitere Details am Viruserbgut: Sie entfernten Gene, welche dem Virus erlauben, die Abwehrreaktion der Zelle zu hemmen. Diese Veränderungen zielen darauf ab, eine möglichst wirksame Immunantwort auf das Virus zu ermöglichen und einen starken und länger anhaltenden Immunschutz aufzubauen. Die Forschenden haben ihren neuen Impfstoff kürzlich erfolgreich an Hamstern getestet: Nach der per Nasentropfen verabreichten Immunisierung waren 20 von 20 Tieren geschützt: Sie entwickelten selbst nach Kontakt mit einer hohen Dosis des natürlichen Sars-CoV-2 keinerlei Symptome. Zudem konnte die Impfung verhindern, dass andere, nicht geimpfte Tiere angesteckt wurden; nach aktuellem Kenntnisstand bauten sie also eine sterile Immunität auf.
Impfung ohne Nadel
Auch beim Menschen soll der Impfstoff via Nase oder Mund verabreicht werden. Da die 1-Zyklus-Viren sehr stabil sind, kann der Impfstoff über längere Zeit einfach im Kühlschrank gelagert werden, bestätigt Klimkait. Das Forschungsteam plant nun die Produktion und eine erste Studie mit einer kleinen Kohorte von Probandinnen und Probanden in der Schweiz. Sollten neue Varianten oder gar ein «Sars-CoV-3» auftauchen, liesse sich mit demselben Konzept sehr schnell ein passender Impfstoff herstellen, so Klimkait.
«Technisch gesehen bringen wir das abgewandelte Viruserbgut in mehreren Einzelstücken in die Produktions-Zelllinie, weil solche Stücke einfacher herzustellen und einzuschleusen sind.» Im Zellinneren sorgen Reparaturenzyme dafür, dass aus den Einzelstücken des Viruserbguts wieder ein Ganzes wird. «Das heisst auch, dass wir beispielsweise den Abschnitt mit dem Bauplan für das Spike-Protein sehr einfach austauschen können, wenn eine neue Variante mit neuen Mutationen auftaucht.»
Dass dabei das fehlende Gen für den Virushüllen-Baustein zurückkommt, sei unmöglich, betont Klimkait. «Das Hüllprotein-Gen befindet sich im Erbgut im Zellkern der Produktionszelle. Das Viruserbgut dagegen bleibt immer ausserhalb des Zellkerns – sie begegnen sich also nie, und das Viruserbgut kann sich nicht wieder zur Ursprungsversion vervollständigen.»
Die Forschenden um Thomas Klimkait und Christian Mittelholzer haben das System zum Patent angemeldet. Die Entwicklung und präklinischen Studien des neuen Impfstoffs fanden in Zusammenarbeit mit der Firma RocketVax und für Tierexperimente mit dem Friedrich-Loeffler-Institut in Deutschland statt. Die Zusammenarbeit ist eingebettet in eine Forschungskooperation mit dem Universitätsspital Basel und dem Schweizerischen Tropen- und Public Health-Institut (Swiss TPH).
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Harntreibende Medikamente werden seit 60 Jahren gegen Bluthochdruck eingesetzt. Doch sie erhöhen auch das Risiko, an Diabetes zu erkranken. Forschende der Universität Bern und des Inselspitals haben nun die Ursache dieser Nebenwirkung aufgezeigt.
Bluthochdruck ist ein weltweites Gesundheitsproblem. In der Schweiz hat bei den über 65-Jährigen jede zweite Person einen zu hohen Blutdruck. Dieser erhöht nachweislich das Risiko für schwerwiegende Folgeerkrankungen wie Demenz, Hirnschlag, Hirnblutung, Herzinfarkt oder Niereninsuffizienz. Gemäss Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation sind beispielsweise rund 54 Prozent der Schlaganfälle eine direkte Folge von Bluthochdruck. «Entsprechend gross ist der Bedarf an wirksamen, aber auch günstigen und breit verfügbaren Blutdrucksenkern – nicht zuletzt angesichts der älter werdenden Gesellschaft», erklärt Prof. Dr. med. Daniel Fuster vom Department for Biomedical Research der Universität Bern (DBMR) und Leitender Arzt an der Universitätsklinik für Nephrologie und Hypertonie des Inselspitals, Universitätsspital Bern.
Grund dafür jetzt bekannt
Harntreibende Medikamente, sogenannte Diuretika aus der Gruppe der Thiazide, waren die ersten wirksamen Blutdruckmedikamente überhaupt. Die seit rund sechs Jahrzehnten eingesetzten Medikamente gehören zu den am häufigsten verschriebenen Arzneimittel und sind fester Bestandteil der medikamentösen Behandlung von Bluthochdruck. Daneben werden sie häufig bei Wasseransammlungen im Körper, bei sogenannten Ödemen, eingesetzt.
Thiazide sind weltweit erhältlich und äusserst preiswert. Sie kommen häufig in Kombination mit anderen Wirkstoffen zum Einsatz und senken den Blutdruck – und damit das Risiko für gefährliche Folgeerkrankungen. Doch Thiazide haben eine schwerwiegende Nebenwirkung: «Patientinnen und Patienten, die Thiazide einnehmen, haben je nach Studie ein um 20 bis
50 Prozent erhöhtes Risiko, einen Diabetes zu entwickeln. Das ist seit Langem bekannt. Doch der Grund dafür war bisher unklar», sagt Fuster. Ein Team aus Forschenden von der Universität Bern, der Universitätsklinik für Nephrologie und Hypertonie des Inselspitals und der Pädiatrischen Endokrinologie des Kinderspitals Zürich hat nun unter Fusters Leitung die Ursache für das Diabetes-Risiko der Thiazide untersucht. In Experimenten mit Zellkulturen und Mäusen konnten sie zeigen, dass Thiazide die Insulinausschüttung in spezifischen Zellen der Bauchspeicheldrüse hemmen. Dies sind die Zellen im Körper, die Insulin produzieren. Insulin ist ein Hormon, das sehr wichtig ist für den Stoffwechsel: es sorgt dafür, dass Zucker aus dem Blut als «Treibstoff» in die Körperzellen gelangt. Es ist auch das einzige Hormon, das den Blutzuckerspiegel im Lot hält, sodass dieser nicht zu hoch wird. Indem nun Thiazide die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse hemmen, stören sie die Insulinausschüttung, was zu erhöhtem Blutzucker führt und somit Diabetes auslösen kann.
Zuerst haben die Forschenden nachgewiesen, dass Thiazide auch bei Mäusen den Blutzucker deutlich erhöhen. In den anschliessenden Experimenten konnten sie zeigen, warum: Thiazide hemmen Carboanhydrase 5b – ein spezielles Enzym, das für die Ausschüttung von Insulin zentral ist. Enzyme sind komplexe Eiweisse, die biochemische Reaktionen in den Körperzellen beschleunigen. Durch die Hemmung dieses Enzyms wird der Stoffwechsel in den insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse gestört. Dies führt zu weniger Insulin im Blut und damit zu einem erhöhten Blutzucker.
Diesen in Zellkulturen entdeckten Zusammenhang konnten die Forschenden in Mäusen bestätigen: Tiere, die gentechnisch so verändert waren, dass bei ihnen Carboanhydrase 5b fehlt, hatten ebenfalls eine deutlich reduzierte Insulinausschüttung. Zudem zeigten Thiazide bei ihnen keine Nebenwirkungen. Damit ist klar, dass diese Nebenwirkungen nur dann auftreten, wenn Thiazide das Enzym Carboanhydrase 5b hemmen.
als Urin zu erhöhen. (Bild: Shutterstock)
Neue Erkenntnis zur Insulinausschüttung
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Normalerweise besitzt jede Körperzelle verschiedene Carboanhydrasen, die unterschiedliche Stoffwechselvorgänge unterstützen. Die nun im Journal of the American Society of Nephrology publizierte Studie von Fuster und Kolleginnen und
Kollegen hat zum ersten Mal gezeigt, dass die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse in dieser Hinsicht eine grosse Ausnahme sind. Sie besitzen nur eine einzige Carboanhydrase, diejenige vom Typ 5b. Dieses Enzym scheint entscheidend für die normale Insulinausschüttung zu sein.
Damit hat das Forschungsteam nicht nur das lange bekannte, aber ungelöste Rätsel um den diabetes-fördernden Effekt von Thiaziden gelüftet, sondern gleichzeitig neue Erkenntnisse zur Insulinausschüttung geliefert. Studienleiter Fuster denkt schon weiter: «Nun gilt es, die Funktion und Regulation der Carboanhydrase 5b in den insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse noch besser zu untersuchen, um so die Entwicklung von Diabetes beim Menschen besser zu verstehen und die Grundlagen für neue Behandlungsansätze zu legen. Denn genau wie der Bluthochdruck ist auch der Diabetes ein gravierendes weltweites Gesundheitsproblem.»
Die Studie wurde durch den Schweizerischen Nationalfonds (SNF), die Swiss National Centres of Competence in Research (NCCR TransCure und NCCR Kidney.CH), die Novartis Research Foundation und die Stiftung Prof. Dr. Max Cloëtta finanziert.
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Ein Forschungsteam an der Technischen Universität München hat das Aroma von Baumnusskernen analysiert und den zugrundeliegenden «Geruchsstoffcode» entschlüsselt. Wie das Team zeigt, entsteht das Aroma durch die Kombination zweier Geruchsstoffe, die in den Nüssen vorliegen.
Ein Forschungsteam des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München hat herausgefunden, dass das typische Baumnussaroma durch die Kombination zweier Geruchsstoffe, die in den Nüssen ungefähr in einem Eins-zu-eins-Verhältnis vorliegen, entsteht. Dabei handelt es sich um die nach Maggi riechende Substanz Sotolon, die als Einzelkomponente unter anderem das Aroma von Liebstöckel prägt. Die zweite Verbindung mit dem Namen (2E,4E,6Z) - Nona-2,4,6-trienal ist aus Haferflocken bekannt und dort für den typischen Geruch verantwortlich. Bereits vor etwa 50 Jahren hatten Britische Wissenschaftler zahlreiche flüchtige Substanzen aus Baumnüssen olfaktorisch charakterisiert. Keine der von ihnen gefundenen Verbindungen wies jedoch eine spezifische Baumnussnote auf. Hieraus
Geruchsstoff erinnert an Maggi-Würze
Beim Geruchsstoff Sotolon handelt es sich chemisch ausgedrückt um 3-hydroxy-4,5dimethylfuran-2(5H)-one. Dieser kommt in vielen unterschiedlichen Lebensmitteln in geruchsaktiven Mengen vor, wobei sein Geruch stark an den Geruch der von Julius Maggi 1886 entwickelten Würze erinnert. Sotolon prägt den Geruch einiger Kräuter und Gewürze, darunter Liebstöckel («Maggi-Kraut») und Bockshornklee sowie das in Europa gebräuchliche Curry-Pulver. Auch in asiatischen Würzsossen trägt es wesentlich zum Aroma bei, zum Beispiel in japanischem Shoyu und thailändischem Nam Pla. Das haferflockenartig riechende (2E,4E,6Z) - Nona-2,4,6-trienal ist als Geruchsstoff weit weniger bekannt. In Haferflocken dominiert es den Geruchseindruck, es ist aber auch für das Aroma von schwarzem Tee relevant.
schlossen die Forscher, dass das charakteristische Baumnussaroma auf einer Kombination von Geruchsstoffen beruht. Trotz dieser Erkenntnis und weiterer Versuche blieb jedoch bis heute ungeklärt, welche geruchsaktiven Verbindungen für das Baumnussaroma ausschlaggebend sind.
Um dieser Frage nachzugehen, analysierte das Team des Freisinger Leibniz-Instituts unter Führung von Martin Steinhaus frische, getrocknete Baumnusskerne. Insgesamt identifizierte das Team 50 infrage
Die erste kochfertige Maggi-Suppe aus Erbsen-und Bohnenmehl kam 1886 auf den Markt. Mit der Suppenwürze erfindet Julius Maggi das «gewisse Tröpfchen Etwas», das bis heute in der braunen Flasche verkauft wird. (Bild: Pixabay)
kommende geruchsaktive Verbindungen. Nachfolgende quantitative Analysen ergaben jedoch, dass nur 17 der gefundenen Substanzen in geruchsrelevanten, das heisst, mit der Nase wahrnehmbaren Konzentrationen in den Nüssen enthalten waren. Basierend auf diesen Ergebnissen führte das Team zusätzliche Aromarekonstruktions- und Weglassexperimente durch, in denen es unterschiedliche Kombinationen der geruchsrelevanten Verbindungen sensorisch bewertete. Dabei wiesen die Forschenden erstmals nach, dass die Mischung aus Sotolon und (2E,4E,6Z) - Nona-2,4,6-trienal das charakteristische Baumnussaroma am besten wiedergibt.
Das Eins-zu-eins-Verhältnis ist wichtig
Wie die quantitativen Analysen belegten, lagen die beiden aromabestimmenden Geruchsstoffe jeweils in einer Konzentration von rund zehn Mikrogramm pro Kilogramm in den Nusskernen vor. «Die Walnussnote intensivierte sich in unseren sensorischen Tests noch weiter, wenn wir die natürlichen Konzentrationen beider Geruchsstoffe bis um das Zehnfache erhöhten», berichtet Christine Stübner, die als Doktorandin die Studie bearbeitet hat. «Dabei war aber wichtig, dass das Eins-zu-eins-Verhältnis gewährleistet blieb», so die Wissenschaftlerin.
«Wir haben somit fast ein halbes Jahrhundert nach Beginn der Forschung den Geruchsstoffcode des Walnussaromas entschlüsselt. Basierend auf unseren Erkenntnissen, lassen sich nun neue züchterische Strategien entwickeln, die das Aroma von Walnüssen verbessern. Das aber wohl spannendste Resultat ist, dass die Kombination von zwei Verbindungen, die bereits für sich genommen den Geruch so unterschiedlicher Lebensmittel prägen, zusammengeführt einen ganz neuen Lebensmittelgeruch erzeugen», resümiert Martin Steinhaus, der seit mehreren Jahren als Sektions- und Arbeitsgruppenleiter am Leibniz-Institut tätig ist. Wie der Lebensmittelchemiker erklärt, lässt sich der Effekt einfach ausprobieren. Hierzu einen Esslöffel Haferflocken in ein Glas geben, ein paar Tropfen der bekannten Suppenwürze hinzutun, etwas schütteln und an dem Gemisch riechen.
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Zum ersten Mal in ihrer 55-jährigen Wettbewerbsgeschichte wurde die Internationale Chemie-Olympiade in der Schweiz ausgetragen. Vom 16. bis am 25. Juli traten an der ETH Zürich über 300 Nachwuchschemiker aus rund 90 Ländern an.
Auf dem Campus Hönggerberg werden Jugendliche aus aller Welt knifflige Chemie-Aufgaben lösen. Das Ziel der seit 1968 stattfindenden Internationalen Chemie-Olympiade ist es, junge Chemietalente herauszufordern, sie für Chemie zu begeistern und sie mit anderen zu vernetzen. Insgesamt 340 junge Talente zwischen 16 und 19 Jahren treffen sich in Zürich, sie werden begleitet von 300 Chemie-Mentorinnen und Gästen sowie 300 Freiwilligen und Mitarbeitenden.
Die Veranstaltung stellt aber nicht nur ein reiner Wettkampf dar, sondern möchte ebenso aufzeigen, wie Chemie helfen kann, Lösungen für aktuelle und kommende Probleme zu finden: Vom umweltfreundlichen Parfüm bis hin zu nachhaltiger Mode. Damit gute Lösungen entstehen, sind gut funktionierende Teams gefragt. Ein Team setzt sich aus verschiedenen Menschen zusammen, die sich vertrauen, gemeinsam auf ein Ziel hinarbeiten und sich gegenseitig unterstützen.
«Wir freuen uns, die 55. Internationale Chemie-Olympiade 2023 in Zürich an der ETH auszurichten. Finding Solutions wird das Hauptthema der diesjährigen Veranstaltung sein.»
Die Chemie – als Wissenschaft und Industriezweig – hat einiges zu bieten, wenn es darum geht, Probleme zu lösen. Sie hilft beispielsweise, die Wasser- und Abwasseraufbereitung zu verbessern, macht die Gewinnung von Strom aus Sonnenlicht möglich oder sucht nach nachhaltigen Verpackungen und Baumaterialien. Zentral ist zudem, dass die Chemie ihr Wissen bereitstellt, um kranken Menschen zu helfen. Dank einem Forschungsprojekt am Departement für Chemie und angewandte Biowissenschaften der ETH werden zum Beispiel zyklische Peptide (chemische Verbindungen) besser verstanden. Dies hilft, Tabletten für kranke Menschen besser zu entwickeln.
An der Vorausscheidung der Internationalen Chemie-Olympiade, der Schweizer Chemie-Olympiade, haben insgesamt 472 Jugendliche teilgenommen. Die besten 15 Chemietalente waren vom 11. bis am 15. April beim nationalen Finale dabei, wo sie während zwei dreistündigen Prü -
fungen ihr theoretisches und praktisches Chemie-Wissen unter Beweis stellten. Zuvor wurde drei Tage lang intensiv trainiert. Vormittags besuchten die Mittelschülerinnen Vorlesungen zu Themen wie Organische Chemie oder Spektroskopie, nachmittags galt es, das Gelernte im Labor anzuwenden.
Diese vier Gewinner erhielten den Förderpreis Schweizerische Chemische Gesellschaft, der mit 500 Franken pro Person dotiert ist und sie beim Einstieg ins Studium unterstützen soll. Vivian Michael Huber, Allgemeine Gewerbeschule Basel (BS); Sabine Isabelle Neuhaus, Berufsbildungszentrum IDM Thun (BE); Alex Martinetti, Centro professionale tecnico LuganoTrevano (TI); und Andrin Hauenstein, Kantonsschule Uster (ZH).
Zurück zum internationalen Wettbewerb: Zum ersten Mal seit neun Jahren wird übrigens auch das Fürstentum Liechtenstein an der Internationalen Chemie-Olympiade vertreten, und zwar von Merlin Vogt (Liechtensteinisches Gymnasium).
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Rund 1000 Gäste aus aller Welt besuchten vom 26. bis am 28. Juni das von Endress+Hauser organisierte Global Forum. Im Fokus der dreitägigen Veranstaltung stand die Transformation der verfahrenstechnischen Industrie.
Anlässlich des 70-jährigen Jubiläums lud Endress+Hauser zum ersten «Global Forum» nach Basel ein. Im Zentrum stand die Frage, wie die nachhaltige Transformation der verfahrenstechnischen Industrie gelingen kann. Themen wie Dekarbonisierung, Energiewende, Kreislaufwirtschaft, Ressourcen- und Energieeffizienz wurden aus Anwender- und Expertensicht beleuchtet. Der aufwändig gestaltete Anlass fand in den Hallen der Messe Basel statt und brachte manche Besucher ins Staunen.
Das Forum bot den Gästen eine Reihe von «Inspiring Sessions», in denen namhafte Rednerinnen und Redner Herausforderungen und Lösungen auf dem Weg in eine nachhaltigere Zukunft präsentierten. So sprach beispielsweise Mike Berners-Lee, Experte für CO2-Fussabdrücke und Autor des Sachbuches «Es gibt keinen Planet B», darüber, was nötig ist, um das Überleben der Menschheit und das Wohlergehen unseres Planeten zu gewährleisten. Oder Bertrand Piccard – der Kopf hinter der Weltumrundung mit «Solar Impulse» – teilte seine Gedanken zum Thema Ressourcenverbrauch.
An der Begleitausstellung konnten Besucherinnen und Besucher mit Experten von Endress+Hauser und ihren «Open Integration»-Programmpartnern ins Gespräch kommen.
Mit dem «Global Forum» scheint das Familienunternehmen seine Rolle als Nachhaltigkeitstreiber selbstbewusst einzunehmen, was zu begrüssen ist. Denn die
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Prozessindustrie ist als bedeutender Akteur in der Wertschöpfungskette massgeblich für die Transformation zu einer nachhaltigen und kohlenstoffarmen Zukunft verantwortlich.
ChemieXtra
Quelle: www.ch.endress.com
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An der Messe «Laser World of Photonics» vom 27. bis zum 30. Juni 2023 in München zählte die Schweiz zu den fünf besucherstärksten Ländern und spielte mit fast vierzig Ausstellern auch im Bereich Forschung und Entwicklung vorne mit.
Diese Unternehmen betätigen sich auf so unterschiedlichen Gebieten wie Quantenphysik (bis hin zu Softwarelösungen für das kommende «Quantenzeitalter»), Optik (z. B. Mikrooptiken für Medizin, Halbleiterindustrie, Glasfasersysteme, Automobilindustrie, refraktive und diffraktive optische Elemente), Analytik (Strategien für das Photonen-Zählen, Hochgeschwindigkeitsdatenacquisition) und Lasertechnik (Femtosekundenlaser).
Die Photonik, also die Nutzung von Licht als vielseitiges Werkzeug, ist seit der ersten «Laser World of Photonics»-Messe vor 50 Jahren aufgeblüht. Heute gilt sie als eine Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung und Vernetzung. Sie eröffnet der medizinischen Forschung und Praxis neue Chancen, gibt Einblicke in die feinen Strukturen der Nano- und Mikro-Welten und in die Weiten des Universums. Das ist umso bemerkenswerter, als erst am 16. Mai 1960 der erste Strahl kohärenten Lichts eine Tausendstelsekunde tiefrot mit 10 000 Watt aus einem Laser blitzte.
Schätzungen des Industrieverbands Spectaris zufolge wird der globale Photonikmarkt bis 2025 um sechs Prozent pro Jahr wachsen, der Markt für photonische Kernkomponenten, wie z. B. LEDs, Laser und Sensoren, sogar um zehn Prozent.
Auf der Parallelveranstaltung «World of Photonics Congress» kamen sechs Tage lang renommierte Wissenschaftler zusammen, darunter auch Nobelpreisträgerin Prof. Donna Strickland.Eines der Top-Themen bildete die laserbasierte Kernfusion. Es besteht die Hoffnung, hier eine unbegrenzte Energiequelle in Aussicht zu haben. Die gleichzeitige stattfindende «World of Quantum» zeigte unter anderem das Potenzial der Quantentechnologie in der Medizin: Magnetfeldsensoren könnten schon in naher Zukunft Prothesen, zum Beispiel eine künstliche Hand, über Muskelsignale steuern.
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Quelle: www.messe-muenchen.de
Eine Standortbestimmung für den Menschen zwischen Logistik-Innovation und globalem Branchenwandel erfolgt am 22. September 2023 in Biel.
Dort bietet Dachser Schweiz anlässlich seiner Fachveranstaltung «Der Faktor Mensch im Zeitalter von Innovation und Wandel» Geschäftsführern, Entscheidern und Experten in Einkauf, Distribution, Logistik und Supply Chain Management sowie Interessenten aus der Schweizer Wirtschaft Gelegenheit, sich mit den Herausforderungen von technischen Innovationen und dem Wandel auseinander zu setzen. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer erwartet ein inspirierender Wissens- und Erfahrungsaustausch.
Das Vortragsprogramm mit Lars Guggisberg (Nationalrat), Prof. Dr. Markus Hackenfort (ZHAW Angewandte Psychologie), Stefan Hohm (Chief Development Off icer, Dachser) und Dr. Markus Ramming (Neuroleadership-Experte) fokussiert sich nicht nur auf den Wandel in der Logistik durch Digitalisierung und technische Innovation, sondern auch auf neue Erkenntnisse aus der Psychologie und Gehirnforschung.
Die digitale Wettbewerbsfähigkeit in der Schweiz ist relativ gut. Doch es besteht Luft nach oben. Innovationsmanagement
Programm
13.30 Eintreffen der Gäste
14.00 Eröffnung und Begrüssung
Stephan Lendi, Moderator
14.15 Wo die Schweiz in Sachen Digitalisierung im internationalen Vergleich steht
Lars Guggisberg, Nationalrat
14.45 Innovation in der Logistik –ein cyber-sozio-physisches System
Stefan Hohm, Chief Development Officer (CDO) und Vorstand der DACHSER SE
15.15 Pause
ist essentiell für die Zukunft. In den Führungsetagen von Unternehmen gehört Changemanagement deshalb heute zu den zentralen Aufgaben. Erfolgreiche Veränderung beginnt im Geist jedes einzelnen. Ein Wandel im Mindset eines jeden Mitarbeitenden ist erforderlich. Jeder hat individuelle Bedürfnisse, besondere Motivationsfaktoren und Ängste, die bei der Veränderung berücksichtigt werden müssen. Nur unter Beachtung die -
15.35 Antworten der Hirnforschung auf den schnellen Wandel Dr. Markus Ramming, Neuroleadership-Experte
16.05 Nehmen sie uns noch mit? Der Weg unserer Fahrzeuge zum automatisierten Fahren Prof. Dr. Markus Hackenfort, ZHAW Angewandte Psychologie
16.35 Zusammenfassung und Abschluss
Stephan Lendi, Moderator
16.40 Flying Dinner
18.00 Ende der Veranstaltung
ser Individualität funktioniert Innovationsmanagement.
Ideen schaffen Zukunft
Digitalisierung und Automatisierung sind keine Gefahr. Der Mensch wird durch neue Technologien unterstützt und dadurch in seiner Position gestärkt. Automatisierung bringt viele Vorteile in Bezug auf Sicherheit, Wirtschaftlichkeit und Integration.
Anmeldung via QR-Code.
(Bild: Tatiana Shepeleva/Shutterstock)
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CH-8105 Regensdorf
dachser.regensdorf@dachser.com
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In Reinraumlaboren von Klinikapotheken bieten Kautschukböden durch Medienbeständigkeit und Hygiene eine sichere Basis für die anspruchsvolle Medikamentenherstellung.
Für individuelle Therapiekonzepte, insbesondere in der Onkologie und der Neonatologie, sind sie unverzichtbar – die Klinikapotheken. Hier werden speziell auf einzelne Patient:innen zugeschnittene Infusionen hergestellt, vor allem für Chemotherapien in der Krebsbehandlung und zur Verbesserung des Gesundheitszustands von Frühgeborenen. In der Schweiz gibt es rund 15 Klinikapotheken. Für die Krankenhäuser lohnt sich die Investition in eine eigene Apotheke, sind sie doch so weniger abhängig von den Produktionskapazitäten der Pharmafirmen und können mögliche Lieferengpässe umgehen. Produziert werden die Arzneimittel in Reinräumen, die nach dem EU-GMP-Leitfaden (Leitfaden der Guten Herstellungspraxis, Annex 1) klassifiziert sind.
Zur Herstellung individueller ZytostatikaZubereitungen für onkologische Behandlungen beispielsweise sind Reinraumlabore ab der Klasse B zugelassen. An die Bodenbeläge für diese Produktionsumgebungen werden höchste Anforderungen gestellt. Deshalb entscheiden sich viele Klinikapotheken für Böden, deren Kautschukbeläge hinsichtlich ihrer Eignung für Reinräume und GMP-Bereiche von unabhängigen Instituten geprüft und zertifiziert worden sind (z. B. vom Fraunhofer Institut IPA). Mit ihrem geringen Partikelemissionsverhalten,
ihrer hohen Beständigkeit gegen Labormedien, biologische Kontaminationen, Desinfektionsmittel und Chemikalien sowie ihrer Widerstandsfähigkeit und Ergonomie sind sie die ideale Lösung für reine Räume.
Kautschukböden bewähren sich im Langzeit-Test
Auch in der neuen Apotheke des Uniklinikums Tübingen mit ihren Reinraumlaboren der Klassen B, C und D liegen solchermassen zertifizierte Böden, genauso wie in der Ries-Apotheke, Nördlingen. Für jede Umgebung der individuell richtige: In der Tübinger Klinikapotheke selbst wurde ein ziegelroter Boden verlegt, in den Reinraumlaboren für die Zytostatika-Fertigung eine elektrostatisch ableitfähige Version in einem warmen Terracotta-Farbton.
«Reinraumböden müssen sich sehr gut und rückstandslos reinigen sowie vollständig desinfizieren lassen und eine glatte, dichte, abriebfeste Oberfläche ohne Risse und Fugen aufweisen», erläutert Dipl.-Ing. (FH) Norbert Bias von Bias Engineering, der sich auf die Planung neuer Produktionsbereiche spezialisiert und mit diesen Böden gute Erfahrungen gemacht hat. «2013 haben wir den Neubau der Ries-Apotheke in Nördlingen, die patientenindividuelle ZytostatikaInfusionslösungen anfertigt, mit Kautschuk-
belägen ausgestattet – und diese bewähren sich seither bestens.» In den Reinräumen des Produktionsgebäudes liegt der elektrostatisch ableitfähige Boden mit ESDSchutz für die empfindlichen elektronischen Geräte in den Laboren.
Das Besondere an den verwendeten Kautschukbelägen ist ihre dichte, geschlossene Oberfläche. Daher sind sie gegen die in der Zytostatika-Fertigung verwendeten Labormedien sowie gegen die zur Reinigung eingesetzten alkalischen Mittel weitgehend resistent. Ein Abtropfen von Substanzen, das bei der Herstellung der Medikamente immer möglich ist, führt ebenso wenig zu dauerhaften Schäden am Belag wie die Desinfektion. Auch im Hinblick auf einen kostengünstigen Unterhalt ist die dichte Oberfläche der Kautschukbeläge ein Vorteil, denn sie können beschichtungsfrei unterhalten werden.
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RESI ermöglicht multiskalige Mikroskopie mit Ångström-Auflösung: Von ganzen Zellen über einzelne Proteine bis hin zum Abstand zwischen zwei benachbarten Basen in der DNA. (Illustration: Max Iglesias, MPI für Biochemie)
Einer Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für Biochemie (MPIB) und der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München ist ein Durchbruch in der Fluoreszenzmikroskopie gelungen. Das Team von Ralf Jungmann entwickelte eine Technik, welche die Auflösung der Fluoreszenzmikroskopie bis auf die Ångström-Skala verbessert.
Zellen, die grundlegenden Einheiten des Lebens, enthalten eine Vielzahl komplexer Strukturen, Prozesse und Mechanismen, die lebende Systeme aufrechterhalten und fortbestehen lassen. Viele zelluläre Kernelemente wie DNA, RNA, Proteine und Lipide sind nur wenige Nanometer gross. Dies macht sie erheblich kleiner als die Auflösungsgrenze der herkömmlichen Lichtmikroskopie. Die genaue Zusammensetzung und Anordnung dieser Moleküle und Strukturen ist daher oft unbekannt, was zu einem mangelnden mechanistischen Verständnis grundlegender Aspekte der Biologie führt.
In den letzten Jahren haben sogenannte Superauflösungstechniken enorme Fortschritte gemacht und erlauben es, subzelluläre Strukturen unterhalb der klassischen Beugungsgrenze des Lichts aufzulösen. Die Einzelmolekül-Lokalisierungsmikroskopie («Single-Molecule Localization Microscopy», SMLM) ist ein Verfahren, mit dem Strukturen in der Grössenordnung von
zehn Nanometern aufgelöst werden können, indem ihre individuellen Fluoreszenzemissionen zeitlich getrennt werden. Da einzelne Zielmoleküle in einem sonst dunklen Sichtfeld stochastisch aufleuchten (sie blinken), können ihre Positionen mit einer Genauigkeit unterhalb der Beugungsgrenze bestimmt werden. «DNAPaint», erfunden von der Jungmann-Gruppe, ist eine SMLM-Technik, die temporäres Hybridisieren von Farbstoff-markierten DNA-«Imager»-Strängen nutzt, um das notwendige Blinken für Superauflösung zu erreichen. Bislang war jedoch selbst DNAPaint nicht in der Lage, die kleinsten zellulären Strukturen aufzulösen. In der aktuellen Studie, die von den Erstautoren Susanne Reinhardt, Luciano Masullo, Isabelle Baudrexel und Philipp Steen zusammen mit Jungmann geleitet wurde, stellt das Team einen neuen Ansatz in der Superauflösungsmikroskopie vor, der eine grundsätzlich «unbegrenzte» räumliche Auflösung ermöglicht. Die neue Technik mit der Bezeichnung «Resolution Enhancement by Sequential Imaging», kurz RESI, nutzt die Fähigkeit von DNA-Paint, die
Identität von Zielobjekten durch eindeutige DNA-Sequenzen zu kodieren. Nahe aneinanderlegende Moleküle, die mit klassischer SMLM nicht aufgelöst werden können, werden durch unterschiedliche DNA-Sequenzen markiert. Dadurch entsteht ein zusätzliches Unterscheidungsmerkmal. Durch die sequenzielle Bildgebung erst einer und dann der anderen Sequenz (und damit des Moleküls), können sie nun eindeutig getrennt und aufgelöst werden. Da sie nacheinander abgebildet werden, können die Ziele beliebig nahe beieinander liegen, was mit keiner anderen Technik möglich ist. Darüber hinaus erfordert RESI keine spezialisierten Mikroskope, es kann mit jedem Standard-Fluoreszenzmikroskop angewendet werden, was es für fast alle Forschenden leicht zugänglich macht.
Um die Auflösungsverbesserung von RESI zu demonstrieren, stellte sich das Team der Herausforderung, einen der kleinsten räumlichen Abstände in einem biologischen System aufzulösen: Den Abstand
Mit neuer Detailgenauigkeit
zwischen einzelnen Basen entlang einer DNA-Doppelhelix, die weniger als einen Nanometer (ein Milliardstel Meter) voneinander entfernt sind. In einer DNA-OrigamiNanostruktur, die einzelsträngige DNA-Se -
ten Basen auflösen. Den Forschenden gelang diese Messung mit einer Präzision von 1 Ångström, oder einem Zehnmilliardstel Meter, was die beispiellosen Möglichkeiten des RESI-Verfahrens unterstreicht. Wichtig ist, dass die Technik universell und nicht nur auf Anwendungen in DNA-Nanostrukturen beschränkt ist. Zu diesem Zweck untersuchte das Team den molekularen Wirkmechanismus von Rituximab, einem Anti-CD20 monoklonalen Antikörper, der erstmals 1997 zur Behandlung von CD20-positivem Blutkrebs zugelassen wurde. Die Untersuchung der Auswirkungen solcher Medikamentenmoleküle auf molekulare Rezeptormuster übersteigt jedoch die räumliche Auflösung herkömmlicher Mikroskopietechniken. Zu verstehen, ob und wie sich solche Muster im Krankheitsfall sowie bei einer Behandlung verän -
tung. Mit RESI konnten Jungmann und sein Team die natürliche Anordnung von CD20Rezeptoren in unbehandelten Zellen als Dimere offenlegen und aufdecken, wie sich CD20 bei Medikamentenbehandlung zu Ketten von Dimeren umorganisierte. Die Erkenntnisse auf der Einzelproteinebene helfen nun, die molekulare Wirkweise von Rituximab besser zu verstehen. Da RESI in ganzen, intakten Zellen durchgeführt wird, schliesst die Technik die Lücke zwischen rein strukturellen Methoden wie Röntgenkristallographie oder kryogener Elektronenmikroskopie und herkömmlichen bildgebenden Verfahren mit geringerer Auflösung für ganze Zellen. Jungmann und sein Team sind überzeugt, dass «diese beispiellose Technik nicht nur für Superauflösung, sondern auch für die biologische Forschung insgesamt ein echter Game-
An der TU Wien wurde eine neuartige Batterie erfunden: Die Sauerstoff-Ionen-Batterie soll extrem langlebig sein, ohne seltene Elemente auskommen und das Problem der Brandgefahr lösen.
Lithium-Ionen-Batterien sind heute allgegenwärtig – vom Elektroauto bis zum Smartphone. Das heisst aber nicht, dass sie für alle Einsatzbereiche die beste Lösung sind. An der TU Wien gelang es, eine Sauerstoff-Ionen-Batterie zu entwickeln, die einige wichtige Vorteile aufweist. Sie ermöglicht zwar nicht ganz so hohe Energiedichten wie die Lithium-Ionen-Batterie, aber dafür nimmt ihre Speicherkapazität im Lauf der Zeit nicht unwiderruflich ab: Sie lässt sich regenerieren und ermöglicht damit eine extrem lange Lebensdauer. Ausserdem kann man Sauerstoff-IonenBatterien ohne seltene Elemente herstellen, sie bestehen aus unbrennbaren Materialien. Die neue Batterie-Idee wurde zusammen mit Kooperationspartnern aus Spanien bereits zum Patent angemeldet. Für grosse Energiespeicher, etwa zum Aufbewahren elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen, könnte die SauerstoffIonen-Batterie eine ausgezeichnete Lösung sein.
«Wir haben schon seit längerer Zeit viel Erfahrung mit keramischen Materialien gesammelt, die man für Brennstoffzellen verwenden kann», sagt Alexander Schmid vom Institut für Chemische Technologien und Analytik der TU Wien. «Das brachte uns auf die Idee, zu untersuchen, ob solche Materialien vielleicht auch dafür geeignet wären, eine Batterie herzustellen.»
Die keramischen Materialien, die das Team untersucht hat, können doppelt negativ geladene Sauerstoff-Ionen aufnehmen und abgeben. Wenn man eine elektrische Spannung anlegt, wandern die SauerstoffIonen von einem keramischen Material zum anderen, danach kann man sie wieder zurückwandern lassen und so elektrischen Strom erzeugen.
«Das Grundprinzip ist eigentlich sehr ähnlich wie bei der Lithium-Ionen-Batterie», sagt Prof. Jürgen Fleig. «Aber unsere Materialien haben einige wichtige Vorteile.» Keramik ist nicht brennbar – Brandunfälle, wie sie bei Lithium-Ionen-Batterien immer wieder vorkommen, sind damit also praktisch ausgeschlossen. Ausserdem kommt man ohne seltene Elemente aus, die teuer sind oder nur auf umweltschädliche Weise gewonnen werden können.
«In diesem Punkt ist die Verwendung von keramischen Materialien ein grosser Vorteil, weil sie sehr gut angepasst werden können», sagt Tobias Huber. «Man kann relativ problemlos bestimmte Elemente, die nur schwer zu bekommen sind, durch andere ersetzen.» Der Prototyp der Batterie verwendet noch Lanthan – ein zwar nicht seltenes aber doch nicht völlig alltägliches Element. Doch auch Lanthan soll noch durch etwas Billigeres ersetzt werden, Forschungen daran laufen bereits. Auf Kobalt oder Nickel, die in vielen Batterien verwendet werden, kann man völlig verzichten.
Der vielleicht wichtigste Vorteil der neuen Batterietechnik ist aber ihre Langlebigkeit: «In vielen Batterien hat man das Problem, dass sich die Ladungsträger irgendwann
nicht mehr bewegen können», sagt Alexander Schmid. «Dann können sie nicht mehr zur Stromerzeugung genutzt werden, die Kapazität der Batterie sinkt. Nach vielen Ladungszyklen kann das zum ernsten Problem werden.» Die SauerstoffIonen-Batterie hingegen lässt sich problemlos regenerieren: Wenn Sauerstoff durch Nebenreaktionen verloren geht, dann kann der Schwund einfach durch Sauerstoff aus der Umgebungsluft ausgeglichen werden.
Für Smartphones oder Elektroautos ist das neue Batterie-Konzept nicht gedacht, denn die Sauerstoff-Ionen-Batterie erreicht nur rund ein Drittel der Energiedichte, die man von Lithium-Ionen-Batterien gewohnt ist und läuft bei Tempersturen zwischen 200 und 400 Grad. Höchst interessant aber ist die Technologie aber zum Speichern grosser Energiemengen. «Wenn man etwa einen grossen Energiespeicher benötigt, um Solar- oder Windenergie zwischenzuspeichern, wäre die SauerstoffIonen-Batterie eine hervorragende Lösung», glaubt Alexander Schmid. «Wenn man ohnehin ein ganzes Gebäude mit Energiespeicher-Modulen errichtet, spielt die geringere Energiedichte und erhöhte Betriebstemperatur keine entscheidende Rolle. Die Stärken unserer Batterie wären gerade dort aber besonders wichtig: Die lange Lebensdauer, die Möglichkeit, grosse Mengen dieser Materialien ohne seltene Elemente herzustellen, und die Tatsache, dass es bei diesen Batterien keine Brandgefahr gibt.»
Das Team hat die Technologie gemeinsam mit Kooperationspartnern vom Institut de Recerca en Energia de Catalunya (IREC) in Barcelona zum Patent angemeldet. Ihre Ergebnisse wurden im Fachmagazin Advanced Energy Materials publiziert.
Forschende aus drei Ländern haben während über fünf Jahren untersucht, wie der Bodensee auf Nährstoffveränderungen, invasive Arten und den Klimawandel reagiert. Die Resultate zeigen, dass diese Stressfaktoren das Ökosystem stark beeinflussen.
Im Projekt «Seewandel: Leben im Bodensee – gestern, heute und morgen» haben Forschende von sieben Institutionen aus der Schweiz, Deutschland und Österreich in den letzten fünfeinhalb Jahren das Ökosystem Bodensee unter die Lupe genommen. Unter der Leitung des Wasserforschungsinstituts Eawag untersuchten sie, wie verschiedene Wasserorganismen auf die wechselnden Umweltbedingungen in den letzten Jahrzehnten reagiert haben, und welche Folgen in jüngster Zeit im See zu beobachten sind. Der Fokus lag dabei auf den komplexen Wechselwirkungen zwischen invasiven und einheimischen Arten, veränderten Nährstoffeinträgen sowie Klimaänderungen.
Aus der Invasion der Quaggamuschel lernen
Eine der wichtigsten Erkenntnisse ist laut Projektleiter Piet Spaak von der Eawag, dass «das Ökosystem viel komplexer ist, als sich alle Projektbeteiligten anfangs vorgestellt haben.» Die Bodenseefischer hat-
ten gefordert, dem See Phosphor zuzuführen, damit sie wieder grössere Fische fangen. «Jetzt verstehen wir, dass es auch invasive Arten im See gibt, die das ganze System durcheinanderbringen, und dazu beitragen, dass weniger Fische gefangen werden», erklärt Spaak.
Zwei dieser invasiven Arten wurden genauer unter die Lupe genommen: Die Quaggamuschel und den Dreistachligen Stichling. Die ursprünglich aus dem Schwarzmeerraum stammende Quaggamuschel wurde 2016 erstmals im Bodensee nachgewiesen. Zu Projektbeginn kam sie nur vereinzelt vor, mittlerweile besiedelt sie den See bis in grosse Tiefen. «Weil die Muscheln überall wachsen können, verstopfen sie zum Beispiel die Ansaugrohre von Wassergewinnungsanlagen. Und da sie sich von Algen ernähren, die sie aus dem Wasser filtern, verringern sie die Produktivität des Sees. Als Folge davon dürften die Fischfän -
ge weiter zurückgehen», fährt Spaak fort. Die Erkenntnisse aus der Quaggamuschelinvasion haben die Forschenden in einem Merkblatt zusammengefasst und publik gemacht, sodass eine ähnliche Entwicklung in anderen Seen zwar nicht verhindert, aber zumindest verzögert werden kann.
Dass sich der Stichling im Freiwasser des Bodensees seit einigen Jahren explosionsartig verbreitet und bis zu 90 Prozent der Fischindividuen ausmacht, war schon zuvor bekannt. Mit Genanalysen hatten die Forschenden auch nachweisen können, dass das Erbgut der Bodenseestichlinge aus drei Linien stammt: Aus dem Rhein, aus der Rhone und – im Gegensatz zur übrigen Schweiz – vor allem aus der Ostseeregion. Die Bodenseestichlinge haben es seit fast zehn Jahren geschafft, neben
So unterschiedlich können Stichlinge im Bodensee sein. Beides sind adulte Weibchen. Oben eines aus dem freien Wasser im See, unten eines aus einem kleinen Zufluss. (Bild: Eawag, Cameron Hudson)
den Zuflüssen und Uferzonen auch das Freiwasser zu besiedeln. Da sie dort die gleichen Planktonarten fressen wie die Bodenseefelchen, machen sie diesen unter Umständen die Nahrung streitig, was vermutlich auch zum Rückgang der Felchendichte beigetragen hat.
Ein erfreulicheres Ergebnis lieferte das Teilprojekt zur Burgunderblutalge. Die durch den Klimawandel erhöhten Wassertemperaturen haben zum Beispiel im Zürichsee dazu geführt, dass das für Mensch und Tier giftige Cyanobakterium zum Teil massenhaft auftritt. Im Bodensee hinge -
gen gilt eine solche Algenplage in nächster Zeit als unwahrscheinlich. Trotz der in vielen Jahren schwachen Durchmischung der Wassermengen im Bodensee reichte sie immer noch bis in eine Wassertiefe von über 100 Meter. Der dort herrschende Wasserdruck zerstört die Gasvesikel der Burgunderblutalge und dezimiert die Population erheblich. Eine kurzfristige Massenentwicklung ist nicht auszuschliessen, doch aufgrund der grösseren Tiefe des Bodensees ist es unwahrscheinlich, dass sich die Burgunderblutalge als Dauerzustand wie im Zürichsee entwickelt.
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Ebenso erfreulich ist, dass sich einige Organismengruppen als erstaunlich widerstandsfähig gegenüber den Umweltveränderungen im Bodensee erwiesen haben. So konnten die Forschenden anhand von Sedimentkernen zeigen, dass in der Zeit der Überdüngung zwar neue, an nährstoffreiche Bedingungen angepasste Kieselalgenarten auftraten. Nach den Sanierungsmassnahmen zur Eindämmung der Nährstoffgehalte (Re-Oligotrophierung) kehrte sich diese Entwicklung jedoch um, sodass im heutigen Bodensee wieder Arten dominieren, die an nährstoffarme Bedingungen angepasst sind. Eine ähnliche Tendenz ist auch bei den Wasserpflanzen zu beobachten: Bewuchs und Ausdehnung in der Uferzone haben nach der Re-Oligotrophierung wieder deutlich zugenommen, auch wenn sich die Artenzusammensetzung und Häufigkeit etwas verändert haben. Piet Spaak befürchtet jedoch, dass diese Erholung nur von kurzer Dauer sein wird: «Ich gehe davon aus, dass sich das Ökosystem Bodensee infolge Klimawandel und invasiven Arten wie Quaggamuschel und Stichling in Zukunft stärker verändern wird, als dies in den letzten Jahrzehnten der Fall war. Als Gegenmassnahme empfehlen wir, die Einschleppung weiterer gebietsfremder Arten zu verhindern».
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Als die Alchimisten aus Dreck Gold machen sollten, erfanden sie das Porzellan. So kann auch heute Wertvolles aus vermeintlich Wertlosem entstehen – zum Beispiel aus Prozessabwässern, Laborabfällen, Elektroschrott. Der Müll könnte sogar zur Rohstoffquelle Nr. 1 für Chemie, Pharma und Biotech werden.
Beispielsweise lässt sich Phosphor aus Abwässern der Chemie- und Lebensmittelindustrie zurückgewinnen. Mit einer patentierten Technologie gelingt das sogar ohne die Zugabe von Salzen und Laugen, wie bei klassischen Verfahren üblich: Phosphor und Stickstoff lassen sich mit einer Magnesium-Elektrode als Struvit (Magnesium-Ammonium-Phosphat) oder Kalium-Struvit gewinnen. Da das Struvit frei von Biomasse ist, kann es in der Landwirtschaft direkt als hochwertiger Dünger eingesetzt werden – noch dazu mit der erwünschten «Retard-Wirkung»: Die Nährstoffe werden langsam nach und nach freigesetzt. Das alles kommt nicht nur der Umwelt zugute, sondern hat auch
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Messedaten Dienstag, 26. bis Donnerstag, 28. September 2023, 9.00 bis 19.00 Uhr
Veranstaltung 3rd Green & Sustainable Chemistry Day 2023 (27. September)
Veranstaltung Ilmac Networking Apéro (27. September, 17.00 bis 19.00 Uhr)
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handfeste finanzielle Vorteile. So entfällt die Lagerung von Chemikalien, das gesamte Verfahren ist einfach zu handhaben, und das Struvit lässt sich gewinnbringend verkaufen, ein Paradebeispiel für «Waste Valorization».
Wirtschaftlich lohnenswert erscheint, namentlich im Jura und Tessin, die Rückgewinnung von Gold, Platin und Palladium aus Abwässern bzw. aus den Schlämmen von Klärwerken. Denn die Konzentrationen erreichen teilweise sogar den Gehalt von profitablem Erz, was auf die lokale Edelmetallraffination und die Uhren- und Schmuckindustrie zurückzuführen sein dürfte. Der Gesamtwert aller Edelmetalle in Schweizer Abwasserströmen liegt sogar in der Grössenordnung von 5 Millionen Franken pro Jahr.
schliessen unter anderem Adsorption (speziell: Biosorption), Koagulation/Flockung, elektrochemische Verfahren und Membrantechnologien ein. Ein innovatives Verfahren stellt das Bioleaching dar: Mikroorganismen regenerieren fortlaufend das Auslaugungsmittel, mit dem man das gewünschte Metall aus dem Abwasser extrahiert. Das dreitägige Ilmac Branchenevent am Standort Basel bietet am zweiten Tag der Conference alles rund um «Chemical Technologies». Speaker von namhaften Firmen, wie z. B. F. Hoffmann-La Roche AG und Syngenta, werden zu diesem Thema referieren. Ein attraktives Conference Programm wird in Zusammenarbeit mit der Schweizerischen Chemischen Gesellschaft organisiert.
Die Kreislaufwirtschaft strebt einen möglichst geringen Verbrauch natürlicher Ressourcen und die Minimierung von Abfall an. (Bild: Shutterstock)
Für die Rückgewinnung stehen sowohl physikalische als auch chemische und biologische Verfahren zur Verfügung. Sie
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Sogenannte lumineszierender Solarkonzentratoren können diffuses Sonnenlicht einfangen, um es für die Stromerzeugung zu verwenden. In einer Kooperation mit der Universität Pisa wurde ein an der Universität des Saarlandes entwickeltes Material erstmals für flexible Solarkonzentratoren eingesetzt.
An vielen Orten der Erde trifft genügend Sonneneinstrahlung auf, um Energie zu erzeugen. Jedoch will man aus verschiedenen Gründen nicht überall die klassischen dunklen Photovoltaikelemente zur Energieerzeugung verwenden. Neuartige Kunststoffplatten mit Mikrosolarzellen an den Rändern sollen nun Farbe in die Welt der Photovoltaik bringen und Licht in Elektrizität umwandeln.
Lumineszierende Solarkonzentratoren ermöglichen die Kombination von Energieerzeugung und farbigen Designelementen beispielsweise im Bereich des Bauwesens. In der Arbeitsgruppe von Guido Kickelbick, Professor für Anorganische Festkörperchemie an der Universität des Saarlandes, wird seit einigen Jahren an flexiblen, silikonartigen Materialen geforscht, die speziell für optische Anwendungen geeignet sind. «Durch Einbettung von fluoreszierenden Farbstoffen gelingt es uns, langzeitstabile optische Elemente zu erzeugen, die farbig sind und beim Auftreffen von Licht an den Seiten stark leuchten», so Professor Kickelbick. Das Phänomen ist von Designelementen aus dem Garten bekannt. Dort gibt es flache Skulpturen, die nahezu transparent sind und an den Rändern stark fluoreszieren.
Das Funktionsprinzip hinter dieser Technologie ist, dass ein Farbstoff, der in Kunststoff eingebettet ist, durch bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts angeregt wird. Dabei werden Elektronen im Farbstoff auf höhere Energieniveaus angeregt; beim Zurückfallen in den Grundzustand schließlich wird Licht einer längeren Wellenlänge emittiert, das an den Rändern des Kunstoffkörpers aufkonzentriert wird. Bringt man an den Kanten kleine Solarzel -
len an, so lässt sich Strom erzeugen. Dieses Prinzip funktioniert selbst mit diffusem Licht in der Dämmerung. «Bisher war es lediglich möglich, solche Bauelement aus hartem Plastik, wie zum Beispiel Plexiglas, zu erzeugen. Unser Material, welches aus einem speziell vernetzten Silikonharz besteht, ermöglicht nun auch flexible Bauelemente», erläutert Guido Kickelbick. Aufgrund der chemischen Eigenschaften des in Saarbrücken synthetisierten Materials zeigen die Bauelemente eine hohe Umwandlungsleistung und eine hohe Lebensdauer, was sie für Aussenanwendungen prädestiniert.
Die Eigenschaften der Farbstoff-Silikonharz Mischungen wurden an der Universität Pisa in der Arbeitsgruppe von Professor Andrea Pucci untersucht. Mit lumineszierenden Solarkonzentratoren ist selbst an Standorten mit einer hohen indirekten Strahlung eine Nutzung des konzentrierten Sonnenlichts möglich, auch wenn die Effizienz nur gering ist. Sie liegt im optimalen Fall nur bei wenigen Prozent.
Dennoch stellen die Elemente eine interessante Ergänzung zu herkömmlichen Photovoltaikelementen dar. Die bunten, transparenten und lichtdurchlässige Solarkollektoren können aufgrund der ansprechenden Optik direkt in Gebäudestrukturen integriert werden, beispielsweise in Lärmschutzwände an Autobahnen. Bisher wurden lediglich rote Farbstoffe für die Einbettung verwendet, aber in Zukunft sind auch weitere Farben geplant. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Polymer Chemistry veröffentlicht.
www.uni-saarland.de www.unipi.it
Die Beseitigung von toxischen PFAS ist mit herkömmlichen Filtertechniken aufwändig und kaum realisierbar. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB setzen jetzt auf eine plasmabasierte Technologie, um kontaminiertes Wasser zu behandeln.
Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen, kurz: PFAS (engl.: per- and polyfluoroalkyl substances), haben viele Talente. Sie sind thermisch und chemisch stabil, dabei wasser-, fett- und schmutzabweisend. Dementsprechend findet man sie in vielen alltäglichen Produkten: Pizzakartons und Backpapier sind damit beschichtet, auch Shampoos und Crèmes enthalten PFAS. In der Industrie finden sie Verwendung als Lösch- und Netzmittel. In der Landwirtschaft werden sie in Pflanzenschutzmitteln verwendet. Mittlerweile lassen sich Spuren von PFAS auch da nachweisen, wo sie nicht hingehören: im Boden, in Flüssen und im Grundwasser, in Lebensmitteln und im Trinkwasser. So gelangen die schädlichen Stoffe auch in den menschlichen Körper. Wegen ihrer chemischen Stabilität ist die Beseitigung dieser auch als Ewigkeitschemikalien bezeichneten Sub -
stanzen bisher mit vertretbarem Aufwand kaum möglich.
Das Verbundprojekt «AtWaPlas» soll das ändern. Das Akronym steht für Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung. Das innovative Projekt wird derzeit am Fraunhofer IGB in Stuttgart gemeinsam mit dem Industriepartner Hydr.O vorangetrieben. Ziel ist die Aufbereitung und Rückgewinnung
PFAS-belasteter Wässer mittels PlasmaBehandlung.
Das Team um Dr. Georg Umlauf, Experte für funktionale Oberflächen und Materialien, macht sich dabei die Fähigkeit von Plasma zu Nutze, die Molekülketten von Substanzen anzugreifen. Erzeugt wird das elektrisch leitfähige Gas aus Elektronen und Ionen durch Anlegen von Hochspannung. «In unseren Versuchen mit Plasma ist es gelungen, die Molekülketten von PFAS im Wasser zu verkürzen. Das ist ein
wichtiger Schritt hin zu einer effizienten Beseitigung dieser hartnäckigen Schadstoffe», freut sich Umlauf.
Für das Verfahren nutzen die Forschenden einen zylinderförmigen Aufbau. Im Inneren befindet sich ein Edelstahlrohr und dieses dient als Masse-Elektrode des Stromkreises. Ein äusseres Kupfernetz fungiert als Hochspannungselektrode und wird zur Innenseite hin durch ein Dielektrikum aus Glas abgeschirmt. Dazwischen bleibt ein winziger Spalt, der mit einem Luft-Gemisch gefüllt ist. Durch Anlegen von mehreren Kilovolt Spannung verwandelt sich dieses Luft-Gemisch in Plasma. Für das menschliche Auge wird es durch das charakteristische Leuchten und das Entladen in Form von Blitzen sichtbar.
Im Reinigungsprozess wird das mit PFAS kontaminierte Wasser am Boden des Stahltanks eingeleitet und nach oben gepumpt. Im Spalt zwischen den Elektroden fliesst es nach unten und durchquert dabei die elektrisch aktive Plasma-Atmosphäre. Beim Entladen bricht das Plasma die PFAS-Molekülketten auf und verkürzt sie. Das Wasser wird in einem geschlossenen Kreislauf immer wieder durch den stählernen Reaktor und die Plasma-Entladezone im Spalt gepumpt, jedes Mal werden die PFAS-Molekülketten weiter reduziert bis zu einer vollständigen Mineralisierung. «Im Idealfall werden die schädlichen PFASStoffe so gründlich beseitigt, dass sie in massenspektrometrischen Messungen nicht mehr nachweisbar sind. Damit werden auch die strengen Regularien der Trinkwasserverordnung in Bezug auf die PFAS-Konzentration erfüllt», sagt Umlauf. Gegenüber herkömmlichen Methoden wie beispielsweise der Filterung mit Aktivkohle weist die am Fraunhofer IGB entwickelte Technologie einen entscheidenden Vorteil auf: «Aktivkohlefilter können die schädlichen Stoffe zwar binden, sie aber nicht beseitigen. Somit müssen die Filter regelmässig ausgetauscht und entsorgt werden. Die AtWaPlas-Technologie dagegen kann die schädlichen Substanzen rückstandsfrei
eliminieren und arbeitet dabei sehr effizient und wartungsarm», erläutert Umlauf.
Um echte Praxisnähe zu gewährleisten, testen die Forschenden die Plasma-Reinigung gewissermassen unter erschwerten Bedingungen. Konventionelle Testverfahren arbeiten mit perfekt sauberem Wasser und im Labor synthetisch angerührten PFAS-Lösungen. Das Team in Stuttgart dagegen verwendet echte Wasserproben, die aus PFAS-kontaminierten Gebieten stammen. Die Proben werden vom Projektpartner Hydr.O zugeliefert. Das Unternehmen hat sich auf Altlastensanierung spezialisiert und führt daneben hydrodynamische Simulationen durch. Die realen Wasserproben, mit denen Umlauf und sein Team arbeiten, enthalten daher neben PFAS auch weitere Partikel, Schwebstoffe und organische Trübungen. «Auf diese Weise stellen wir sicher, dass das Verfahren seinen Reinigungseffekt nicht nur mit synthetischen Laborproben, sondern auch unter realen Bedingungen mit wechselnden Wasserqualitäten unter Beweis stellt. Zugleich können wir die Prozessparameter laufend anpassen und weiterentwickeln», erklärt Umlauf.
Versuchsanlage zur Eliminierung von PFAS. Nach ersten erfolgreichen Versuchen soll die Technologie auch für praktische Anwendungen im Industriemaßstab optimiert und skaliert werden. (Bild: Fraunhofer IGB)
Die Plasma-Methode lässt sich auch für den Abbau anderer schädlicher Substanzen einsetzen. Darunter fallen etwa Rückstände von Medikamenten im Abwasser, Pestizide und Herbizide, aber auch Industriechemikalien wie Cyanide. Daneben kommt das Verfahren auch für die umweltschonende und kostengünstige Aufbereitung von Trinkwasser in mobilen Anwendungen infrage.
Das Verbundprojekt startete im Sommer 2021. Nach den erfolgreichen Versuchsreihen im Technikums-Massstab mit einem Fünf-Liter-Reaktor arbeitet das Team gemeinsam mit dem Verbundpartner daran, das Verfahren weiter zu optimieren. Georg Umlauf sagt: «Unser Ziel ist es jetzt, toxische PFAS durch verlängerte Prozesszeiten und mehr Umläufe im Tank vollständig zu eliminieren und die AtWaPlas-Technologie auch für die praktische Anwendung im grösseren Massstab verfügbar zu machen.» Zukünftig könnten entsprechende Anlagen auch als eigenständige Reinigungsstufe in Klärwerken aufgestellt werden oder in transportablen Containern auf kontaminierten Freilandflächen zum Einsatz kommen.
Plasma-Reaktor: Durch Anlegen von Spannung an der Kupferelektrode entsteht ein Plasma. Kontaminiertes Wasser wird nach oben gepumpt und fließt in einem Spalt durch die Zone mit der Plasma-Entladung wieder nach unten. Dabei werden die PFAS angegriffen. (Grafik: Fraunhofer IGB)
www.fraunhofer.de
An der EPFL wurde ein neues Forschungsinstrument entwickelt, mit dem biologische Gewebeproben untersucht werden können. Das weltweit einzigartige Gerät soll vielversprechende neue Forschungsmöglichkeiten eröffnen.
Prof. Anders Meibom und seine Forschungsgruppe haben fast zehn Jahre und mehrere Prototypen gebraucht, um dort zu stehen, wo sie jetzt stehen. Es ist ihnen gelungen, eine Analysemethode zu optimieren, die als Sekundärionen-Massenspektrometrie im Nanomassstab bekannt ist: NanoSIMS. Mit «CryoNanoSIMS» haben die Forschenden nun ein Instrument gebaut, das die chemische und isotopische Zusammensetzung von verglasten Gewebeproben analysieren kann. Über die potenziellen Vorteile des Geräts berichtet ein Artikel im Fachmagazin BMC Biology. Das vom Forschungsteam verwendete Probenvorbereitungsverfahren wurde in
den Achtziger Jahren vom bekannten Waadtländer Biophysiker Jacques Dubochet entwickelt, der für diesen Durchbruch den Nobelpreis für Chemie 2017 erhielt. Das Verfahren, welches die Grundlage der modernen kryogenen Elektronenmikroskopie bildet, bewahrt alle Bestandteile einer biologischen Probe in ihrem makellosesten postmortalen Zustand.
«Wir sind jetzt in der Lage, Bilder zu erstellen, die genau zeigen, wo in einer Zelloder Gewebeprobe ein bestimmter Nährstoff gespeichert oder verwendet wird oder wo ein bestimmtes Medikament hineingelangt oder nicht. Es gibt keine andere Möglichkeit, um diese Informationen zu erhalten», erklärt Prof. Meibom, Leiter des Labors für biologische Geochemie an der Fakultät für Architektur, Bau- und Umweltingenieurwesen an der EPFL und Professor an der Universität Lausanne.
Mit dem neuen Instrument können Wissenschaftler kryogen präparierte biologische Gewebeproben nehmen – in denen keine Moleküle verloren gegangen oder gar verschoben worden sind – und direkt die genaue subzelluläre Verteilung von
Verbindungen beobachten, die zum Beispiel für die Behandlung von bakteriellen Infektionen und Krebs wichtig sind. Wissenschaftlerinnen können mit dem Gerät auch die Verteilung von Spurenelementen in Pflanzengewebe sichtbar machen. Dies ist für die Verbesserung des Pflanzenwachstums, der Pflanzenproduktion und das Aufspüren von Umweltschadstoffen in Böden oder Biofilmen von entscheidender Bedeutung. All dies kann mit einer subzellulären räumlichen Auflösung erfolgen. Damit eröffnet das Instrument völlig neue Forschungsmöglichkeiten. «Wir sind gerade dabei, in unserem Labor ein intensives Forschungsprogramm rund um diese einzigartige Fähigkeit zu entwickeln», fährt Meibom fort. Das CryoNanoSIMS-Labor an der Universität Lausanne gehört zum Center for Advanced Surface Analysis, das mit modernsten Geräten Element- und Isotopenanalysen von Oberflächen für eine breite Palette von Forschungsthemen von der Geologie bis zur Biologie durchführt. Dubochet bezeichnete das neue Instrument als «eine wichtige Erweiterung des Bereichs der biologischen Chemie.»
Schweizer Präzision
Die NanoSIMS-Technologie hat bereits bei ihrer Einführung vor rund 20 Jahren den Bereich der Bildgebung revolutioniert. Dabei wird ein Ionenstrahl auf eine Probe gerichtet und es entstehen Bilder mit einer Auflösung von 100 Nanometer. Die damit verbundenen Probenvorbereitungsmethoden führen jedoch alle zu einer gewissen Verzerrung der Gewebemorphologie und zum Verlust von löslichen Verbindungen. Um diese Hindernisse zu überwinden, entwickelten Meibom und sein Team ein kryogenes Verfahren zur Probenvorbereitung und fügten einer NanoSIMSMaschine neue physikalische Komponenten hinzu, einschliesslich eines Flüssigstickstofftanks, sodass sie kryogene Proben aufnehmen kann.
«Es war extrem schwierig, ein bei Raumtemperatur arbeitendes Gerät in ein solches zu verwandeln, das gefrorene Gewebeproben analysieren kann, während es die Probe stundenlang kalt und stabil hält. Aber es ist uns gelungen, und wir können jetzt völlig neue Informationen gewinnen», sagt Meibom. «Ohne die maschinenbaulichen Fähigkeiten der EPFL-Werkstätten und der Schweizer Unternehmen, mit denen wir zusammengearbeitet haben, hätten wir die erforderliche Präzision für bestimmte Teile nicht erreicht.»
Die Autoren der Studie testeten ihre CryoNanoSIMS-Methode an Proben der Grünen Hydra, einem kleinen Süsswasserpolypen, der in Süsswasserteichen und -seen lebt, auch in der Schweiz. Mit dem CryoNanoSIMS konnten sie direkt beobachten, wie dieses Nesseltier Ammonium, einen wichtigen Nährstoff für viele Wasserorganismen, aufnimmt und assimiliert.
In einem nächsten Schritt soll die Methode auf Korallen – einem weiteren Spezialgebiet von Meiboms Labor – angewendet werden. Damit wollen die Forschenden die Mechanismen der Symbiose zwischen Algen und Korallen untersuchen und die Faktoren ermitteln, die zur Korallenbleiche und zum Korallensterben führen.
Wissenschaftler aus Regensburg und Moskau reduzieren die Komplexität von Kreuzkupplungsreaktionen von einem Multi-Parameter-System auf nur zwei Reaktionsparameter und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung energieeffizienter, effektiver und nachhaltiger chemischer Reaktionen. Die Anwendungen reichen von der Wirkstoff- und Naturstoffsynthese bis hin zur Materialwissenschaft. Denn auf all diesen Gebieten stellen Kreuzkupplungsreaktionen ein wertvolles Werkzeug bei der Synthese der betreffenden organischen Moleküle dar. Es handelt sich um Reaktionen, bei denen zwei Fragmente miteinander verbunden werden. Trotz vieler bekannter
Methoden blieben das Auffinden der richtigen Bedingungen und ihre Optimierung für neue Reaktionen eine Herausforderung. Das Reaktionsergebnis wird von vielen «Stellschrauben» beeinflusst, unter ihnen die Anwesenheit oder Abwesenheit von Liganden, Katalysatorvorläufern, Basen und anderen Additiven.
Künstliche Intelligenz liegt zwar als vielversprechender Ansatz für die Optimierung der Reaktionsbedingungen für solche Multi-Parameter-Systeme nahe. Das Training von entsprechenden Modellen mit realen experimentellen Daten ist aber mit erheblichem Aufwand verbunden.
Forscher der Universität Regensburg haben jetzt in Zusammenarbeit mit dem Zelinisky
Institut in Moskau einen innovativen Ansatz für Kreuzkupplungsreaktionen präsentiert. Sie reduzierten die Reaktionsparameter auf ein Minimum, indem sie lediglich zwei Reaktionspartner, ein einfaches Nickelsalz und einen Farbstoff, unter Belichtung mit sichtbarem Licht reagieren liessen – ohne zusätzliche Additive zur Stabilisierung des Nickelkatalysators. Das neue Reaktionsprinzip wird als adaptive dynamische homogene Katalyse oder kurz AD-HoC bezeichnet. Die systematische Klassifizierung von Reaktionspartnern war dabei ein Durchbruch. Eine besondere Analysemethode der russischen Kooperationspartner – die in-situ-Massenspektrometrie – half, die dynamische Natur der katalytischen
In einem einzigen Arbeitsschritt zu drei neuen Klassen von zwei- bis dreifach fluorierten Molekülen: Eine Arbeitsgruppe der Universität Münster hat dafür eine Reaktionskaskade zur Durchführung mehrerer Fluorierungsreaktionen durch die sequenzielle Erzeugung reaktiver Zwischenprodukte entwickelt.
Die Feinabstimmung der Reaktionsbedingungen ermöglicht eine Ein-Topf-Reaktion. So erzeugten die Forschenden aus einfachen Cyclobutanol-Derivaten drei neue Klassen komplexer fluorierter Produkte. Für die Pharmasynthese kann das ein Booster sein, denn natürlich vorkommende organi -
sche Moleküle enthalten nur selten Fluor. Für die Herstellung von Arzneimitteln oder Agrochemikalien ist dieses chemische Element jedoch unverzichtbar.
Einfache, modulare SyntheseStrategien sind besonders gefragt. Ein Team unter der Leitung von Prof. Dr. Ryan Gilmour
Systeme zu verstehen. In weiteren Arbeiten soll nun das Konzept auf andere Metallionen, wie Kupfer, Kobalt oder Eisen, und andere Reaktionstypen, wie die Aktivierung von Kohlenstoff-Wasserstoff Bindungen, erweitert werden.
www.uni-regensburg.de
Hotokatalytische Reaktionen im Labor von Prof. Dr. König an der Universität Regensburg mit sichtbarem Licht.
(Bild: Burkhard König)
vom Institut für Organische Chemie der Universität Münster hat jetzt einen Durchbruch geschafft und ihn in der Fachzeitschrift Nature Communications https://rdcu.be/dgDB9 veröffentlicht. Über die effiziente Ausführung mehrerer aufeinanderfolgender Reaktionen in einem einzigen Reaktionsgefäss hinaus setzte die Gruppe dabei auch preiswerte organische Katalysatoren und einfache Ausgangsstoffe ein. Als Anwendungsbeispiel synthetisierte das Team nach dem neuartigen Verfahren ein fluoriertes Analogon des Wirkstoffs Nafenopin, der bei Hypolipidämie – einem auffällig niedrigen Lipidspiegel im Blut – eingesetzt wird.
www.uni-muenster.de
Kreuzkupplung: weniger komplex – mehr können
Oberflächenmodifizierte LipidNanopartikel könnten in Zukunft die Blutzuckerregelung von Diabetes-I-Patienten deutlich verbessern, indem sie als Insulinsensor den Zuckerspiegel erfassen und diese Information unmittelbar in eine
daran angepasste Insulin-Abgabe umsetzen.
Lipid-Nanopartikel sind klassische Wirkstoff-Transporteure. Jüngst wurden sie durch ihren Einsatz bei Corona-Impfstoffen bekannt. Insgesamt vier Komponenten spielen dabei zu -
sammen, darunter auch ein kationisches Lipid. Positiv geladene Lipide übernehmen nun bei neuen Insulin-Formulierungen eine entscheidende Rolle: Sie sorgen für die Anpassung der Wirkstoff-Abgabe an den Zuckerspiegel des Patienten.
Insulinmoleküle mit negativer Ladung binden elektrostatisch an die positiv geladenen Nanopartikel und werden bei normalem Zuckerspiegel langsam freigesetzt. Bei hohem Zuckerspiegel gehen bestimmte Lipide der Nanopartikel chemische Bindungen mit der Glukose ein, verringern dabei die positive Ladung der Oberfläche und beschleunigen die Freisetzung des Insulins erheblich.
Durch Zufall hat eine Forschungsgruppe der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ein Verfahren zur Erzeugung langsamer Elektronen in Lösung entdeckt und damit neue Chancen zur Optimierung chemischer Reaktionen und zur Erforschung der Mechanismen von Strahenschädigungen aufgetan. Ursprünglich wollte das ETHForschungsteam um Prof. Ruth Signorell ein in Lösung befindliches Dielektron direkt nachweisen. Ein Dielektron besteht aus zwei Elektronen, besitzt keinen Kern und zerfällt in weniger als einer Billionstelsekunde wieder in zwei Elektronen. So war sein direkter Nachweis bisher nicht gelungen. Bei dem Versuch, ihn endlich doch zu erbringen, entdeckte das Forschungsteam zufällig
Hier sind zwei Elektronen kurz vereint als Dielektron (rot) umhüllt von Lösungsmittelmolekülen. Genauer lässt sich das Dielektron nicht lokalisieren. Anschliessend verlässt eines der Elektronen diesen Bereich. (Bild: Hartweg S et al. Science 2023)
ein neues Verfahren zur Herstellung von Elektronen in Lösung, die sich langsam bewegen. Ihre Geschwindigkeit können die Wissenschaftler
sogar mit UV-Licht steuern. Damit lassen sich bestimmte chemische Reaktionen in Gang bringen, wie etwa die synthetische Herstellung von Cortison
In Diabetes-Mäusen konnte der Blutzuckerspiegel so über sechs Stunden im Normbereich gehalten werden. Nach Glukoseinjektion sank der Blutzuckerspiegel der behandelten Tiere genauso rasch auf ein normales Niveau wie bei gesunden Mäusen.
Im nächsten Schritt soll nun eine solche glukosebedarfsgesteuerte Insulin-Formulierung nicht gleich allein die Regelung des Blutzuckerspiegels von Diabetes-Patienten übernehmen. Stattdessen ist der Einsatz in Kombination mit einem Abgabegerät gedacht, das über einen tragbaren elektronischen Zuckerdetektor gesteuert wird.
http://cpsen.zju.edu.cn
und anderen Steroiden. Darüber hinaus ist diese Art der Initiierung chemischer Reaktionen überall dort interessant, wo im ersten Schritt eine Verbindung ein freies Elektron aufnimmt. Ein weiteres Forschungsfeld stellen die Mechanismen dar, durch welche langsame Elektronen bei Menschen Strahlenschäden verursachen. Bisher haperte es für Laborversuche an einer Quelle für die benötigten langsamen Elektronen. Jetzt besteht die Hoffnung auf neue Erkenntnisse zur Entstehung von Strahlenschäden und auf eine Minimierung der Risiken, wenn Menschen Röntgenstrahlung zu diagnostischen oder therapeutischen Zwecken ausgesetzt werden.
https://ethz.ch
Seit 2022 setzt die Maag Group in China auf Wachstum. Das Unternehmen hat seine Produktionskapazität in Shanghai erweitert und führt spezifische Systeme für den chinesischen Markt ein.
Die Maag Group mit Hauptsitz in Oberglatt (ZH) baut ihr Werk in Jiading, einem Stadtteil von Shanghai, aus. Die Montagefläche des derzeit über 100 Mitarbeitende beschäftigende Werk wurde damit seit 2022 verdoppelt. Ueli Thürig, CEO der Maag Group, sagt: «Made
in China for China ist eine unserer Schlüsselstrategien, auf die wir uns in den letzten Jahren fokussiert haben.» Mehr als 90 Prozent des in Shanghai montierten Equipments gehe in den chinesischen Markt. Bisher hat Maag in China Extrusionspumpen, Pelletizer und Unterwasserpelletizer produziert. Eine entsprechend angepasste Version des Unterwasser-Stranggranuliersystems «M-USG», die auf der ursprünglichen deutschen Konstruktion basiert, wird nun als «C-USG»
Die Elementaranalytik (EA) war für die Gründer der organischen Chemie ein unentbehrliches Werkzeug, das die grossen chemischen Synthesen des 19. Jahrhunderts ermöglichte. Heute ist sie nicht nur tragende Säule im chemischen Labor, ihre zahlreichen Anwendungen im Agrar-, Umwelt- und Lebensmittelbereich machen auch die Welt nachhaltiger.
Die Elementaranalytik (EA) ist die älteste industriell entwickelte Analysentechnik und hat in den letzten 125 Jahren ein Branche nach der anderen erobert. EA-Geräte stehen weltweit in den Laboren von Industrie, Behörden, Universitäten und Forschungseinrichtungen im Einsatz. Die Analysen helfen, das Leben in seinen Elementen besser zu verstehen und daraus Massnahmen abzuleiten, welche die Qualität sichern, die Forschung und Entwicklung vorantreiben sowie die Nachhaltigkeit fördern. Elementar- und TOC-Analytik liefern zum Beispiel eine wich -
tige Entscheidungsgrundlage für Umweltschutzmassnahmen, etwa durch regelmässiges Überprüfen der Gewässer-, Sediment- und Bodenqualität. Abfälle wiederum lassen sich durch Analysen sicher bewerten und gezielt einem Recycling zuführen. Aber auch in der Qualitätskontrolle und Produktentwicklung von Lebensmitteln ging die Elementaranalyse stets mit der Zeit und hat heute einiges zu bieten. Vielversprechend sind Anwendungen in der Lebensmittelindustrie, etwa die
das marktspezifische Portfolio erweitern. Während nach wie vor einige Schlüsselkomponenten aus Deutschland zugelie -
fert werden, stammen die übrigen Teile aus der lokalen Produktion. Ende 2023 sollen die ersten C-USG-Systeme an Kunden ausgeliefert werden. Ausserdem wird auf der zusätzlichen Werksfläche ein neues Service Center für den «Maag/Ettlinger-Recyclingfilter» Platz finden, um chinesische Kunden schneller zu beliefern. Maag reagiert damit auf die in Asien steigende Nachfrage für kontinuierliche Schmelzefilter.
www.maag.com
Proteinbestimmung. Der Proteingehalt entscheidet über Textur, Konsistenz und Geschmack eines Produkts. Folglich ist dieser Parameter ein unentbehrlicher Kompass für Food Designer, die neue Produkte aus pflanzenbasiertem Fleisch kreieren. Die Liste der Anwendungen geht beliebig weiter.
Die Elementar Analysensysteme GmbH, 1990 aus dem Heraeus-Konzern hervorgegangen, entwickelt die Analyseme -
thode seit vielen Jahrzehnten weiter. Mit dieser Pionierleistung knüpft das Unternehmen an die Arbeit der ersten Wegbereiter vor mehr als 100 Jahren an, die das Fundament für die Elementaranalytik gelegt haben, indem sie die Schlüsseltechnologien bereitgestellt und nutzbar gemacht haben. Nun hat das Unternehmen anlässlich des Jubiläums eine Festschrift herausgegeben, die alle Meilensteine nachzeichnet. Dies erfolgt aber nicht anhand eines historischen Abrisses, vielmehr stellt das Buch die Besonderheiten und Vorteile der Elementaranalytik gegenüber anderen Analysemethoden heraus – hinsichtlich Effizienz, Präzision und Nachhaltigkeit. Neben zahlreichen Anwendungsbeispielen werden auch die Perspektiven der Technologie beleuchtet. Das Buch ist auf Anfrage bei der Elementar Analysensysteme GmbH erhältlich.
Anlässlich des Jubiläums hat die Elementar Analysesysteme GmbH eine Festschrift über die Technologie herausgegeben. (Bild: Elementar Analysensysteme)
www.elementar.com
■ Infostelle SCV Schweizerischer Chemieund Pharmaberufe Verband Postfach 509
CH-4005 Basel info@cp-technologe.ch www.cp-technologe.ch
■ Präsident Kurt Bächtold Bodenackerstrasse 15F CH-4334 Sisseln praesident@cp-technologe.ch
■ Höhere Fachprüfung Chemietechnologe
Daniel Müller weiterbildung@cp-technologe.ch
Berufsverband: Warum soll ich Mitglied und ein Teil davon sein?
Ein Berufsverband ist eine Organisation, die sich aus Fachleuten desselben Berufsfeldes zusammensetzt. Der Verband hat das Ziel, die Interessen der Berufsgruppe zu vertreten, ihre Mitglieder zu unterstützen und den gegenseitigen Austausch zu fördern. Der Nutzen eines Berufsverbandes für die Arbeitnehmenden, die diesen Beruf erlernt haben und ausüben, sowie für angehende junge Berufsleute, ist vielfältig und kann in mehrere Kategorien unterteilt werden.
1. Interessenvertretung und Lobbying:
Berufsverbände vertreten die Interessen ihrer Mitglieder und setzen sich für die Verbesserung der Arbeitsbedingungen, Arbeitszeiten und Sozialleistungen ein. Sie arbeiten eng mit politischen Entscheidungsträgern und anderen Organisationen zusammen, um die Interessen der Berufsgruppe zu vertreten und eine Stimme zu haben. In diesem Zusammenhang können sie auch auf Missstände in der Branche aufmerksam machen und eine öffentliche Debatte darüber anstossen.
2. Fort- und Weiterbildung: Berufsverbände bieten ihren Mitgliedern Fort- und Weiterbildungsmöglichkeiten an, um sicherzustellen, dass sie auf dem neuesten Stand der Technik und der beruflichen Entwicklungen sind. Dies ist insbesondere in Berufen, in denen technologische Entwicklungen schnell voranschreiten, von grosser Bedeutung. Fortund Weiterbildungskurse und -Veranstaltungen können dazu beitragen, die Fähigkeiten und Kenntnisse der Mitglieder zu verbessern und die beruflichen Aufstiegschancen zu erhöhen.
3. Netzwerkaufbau:
Berufsverbände bieten ihren Mitgliedern die Möglichkeit, Kontakte mit anderen Fachleuten in der Branche zu knüpfen und sich mit ihnen zu verbinden. Dies kann dazu beitragen, dass Arbeitnehmende sich vernetzen, neue Karrieremöglichkeiten entdecken und sich über Best Practices in der Branche austauschen. Der Berufsverband kann auch als Plattform dienen, um Kontakte zu potenziellen Arbeitgebern zu knüpfen.
4. Berufliche Standards:
Berufsverbände arbeiten daran, hohe Standards in der Berufsgruppe aufrechtzuerhalten und den Austausch von Informationen und Erfahrungen innerhalb der Branche zu fördern. Durch die Entwicklung von Leitlinien und Standards tragen Berufsverbände dazu bei, dass die Qualität der Arbeit und der Dienstleistungen innerhalb der Branche verbessert wird. Dies trägt dazu bei, das Vertrauen der Öffentlichkeit in die Berufsgruppe zu stärken.
5. Karriereunterstützung:
Berufsverbände können ihre Mitglieder bei der Karriereentwicklung unterstützen, indem
■ Termine
Alle Termine online anschauen: www.cp-technologe.ch
sie beispielsweise Jobangebote und Weiterbildungsmöglichkeiten anbieten. Durch die Vernetzung von Arbeitgebern und Arbeitgebern können Berufsverbände auch dazu beitragen, dass passende Karrieremöglichkeiten gefunden werden. Der Berufsverband kann auch Empfehlungsschreiben und Referenzen bereitstellen, die bei der Bewerbung auf Stellenangebote hilfreich sein können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Berufsverbände eine wichtige Rolle in der Gestaltung des Berufes zusammen mit den Partnern aus Bund, Kantonen, Lernorten, Berufsschulen und Firmen einnehmen.
Ein Berufsverband ist eine Organisation, die speziell für Menschen gegründet wurde, die einen bestimmten Beruf erlernt haben und diesen auch ausüben. Der Verband bietet eine Plattform, auf der sich Mitglieder vernetzen, ihre Erfahrungen teilen und sich über neue Entwicklungen und Trends in ihrem Beruf informieren können. Berufsverbände bieten ihren Mitgliedern eine Vielzahl von Vorteilen, sowohl für etablierte Berufstätige als auch für junge Leute, die gerade erst in den Beruf einsteigen. Für Berufstätige bietet ein Berufsverband die Möglichkeit, sich mit anderen Berufstätigen zu vernetzen und sich über Erfahrungen und Herausforderungen zu verschaffen. Dies kann sehr hilfreich sein, um neue Lösungsansätze zu finden oder um Unterstützung bei schwierigen Entscheidungen zu erhalten. Ein Berufsverband kann auch
Schulungen, Seminare und Fortbildungen anbieten, um die Kompetenzen der Mitglieder zu erweitern und auf dem neuesten Stand zu halten. Die Teilnahme an diesen Fortbildungen kann dazu beitragen, die Karrierechancen zu verbessern und das eigene Einkommen zu erhöhen. Berufsverbände sind auch eine wichtige Lobbygruppe, die sich für die Interessen ihrer Mitglieder einsetzt. Sie können sich beispielsweise für die Verbesserung von Arbeitsbedingungen oder die Einführung neuer Gesetze und Vorschriften einsetzen, sterben den Berufstätigen zugutekommen. In einigen Fällen können Berufsverbände auch Streiks und Demonstrationen organisieren, um politischen Druck auf Regierungen und Arbeitgeber auszuüben.
Für junge Berufsleute, die gerade erst in den Beruf einsteigen, kann ein Berufsverband eine wertvolle Ressource sein.
Protokoll 35. Generalversammlung 12. Mai 2023
Ort: Restaurant Zollhüsli, Stein AG
Beginn: 18.25 Uhr / Ende: 19.28 Uhr / Rahmenprogramm im Anschluss
Teilnehmer: Dieter Brunner, Daniel Giebson, Peter Siebenhaar, Stefan Petryna, Hans Gloor, Pierre Petryna, Andreas Ruess, Rolf Hasler, Patrik Zumsteg, Alois Leisibach, Kurt Bächtold, Andy Näf, Patrick Merkofer
Entschuldigt: Filipp Chlebus Traktanden
1. Begrüssung: Unser Präsident, Dieter Brunner, begrüsst um 18 Uhr die Teilnehmer der 35. GV der SCV Sektion Fricktal. Wir freuen uns besonders über den Besuch des Zentralvorstands, in der Person von Kurt Bächtold.
2. Wahl des Stimmenzählers: Andy Näf wird zur Wahl des Stimmenzählers vorgeschlagen. Seine Wahl erfolgt einstimmig. Es sind 13 Personen anwesend, zehn sind
Der Verband kann ihnen helfen, Kontakte zu anderen Berufstätigen in der Branche zu knüpfen und sich über Karrieremöglichkeiten und Einstiegsgehälter zu informieren. Berufsverbände können auch Unterstützung bei der Suche nach Praktika und Ausbildungsplätzen bieten.
Darüber hinaus können junge Berufsleute von den Schulungen und Fortbildungen profitieren, die Berufsverbände anbieten. Diese können ihnen helfen, ihre Fähigkeiten und ihr Wissen zu verbessern und ihre Karrierechancen zu erhöhen. Ein Berufsverband kann auch eine wichtige Rolle bei der Unterstützung von jungen Berufsleuten bei der Entwicklung ihrer beruflichen Identität spielen und ihnen helfen, sich in ihrer neuen Rolle zu etablieren.
Insgesamt bietet ein Berufsverband den Mitgliedern eine Vielzahl von Vorteilen, die dazu beitragen können, ihre Kar-
riere voranzutreiben und ihre beruflichen Ziele zu erreichen. Etablierte Berufstätige können von der Vernetzung mit anderen Berufstätigen und der Unterstützung durch die Lobbygruppe profitieren, während junge Berufsleute von den Schulungen, Fortbildungen und Unterstützungsangeboten profitieren können, die ihnen dabei helfen, sich in ihrem neuen Beruf zu etablieren. Wer auch einen Beruf erlernt und ausübt, sollte unbedingt erwägen, einem Berufsverband beizutreten. Allgemeinde Umschreibung der Tätigkeit eines Berufsverbandes. Entspricht nicht in allen Punkten dem des Schweizerischen Chemie- und Pharmaberufe Verbands.
Kurt Bächtold, Präsident SCVAuch die Aussicht an der GV war herrlich. Alte Rheinbrücke zwischen Stein und Bad Säckingen. Bilder: Patrick Merkofer
stimmberechtigt. Das absolute Mehr beträgt sechs.
Als Tagespräsident wird Alois Leisibach gewählt. Er wird die
Wahlen (Traktandum 9) leiten.
3. Protokoll der 34. ordentlichen Generalversammlung: Das Protokoll der 34. ordentlichen Generalversammlung ist auf der Website des Verbands, www.scv.swiss und in der Verbandszeitschrift ChemieXtra veröffentlicht.
3.1. Genehmigung des Protokolls: Das Protokoll wird einstimmig genehmigt.
4. Anträge: Es sind keine Anträge eingegangen.
5. Jahresbericht des Präsidenten: Dieter Brunner gibt in seinem Jahresbericht die Situation 2022 wieder. Der Jahresbericht wird separat auf der Website des Verbands, www.scv.swiss/sektionen/ fricktal und in der Verbandszeitschrift ChemieXtra veröffentlicht.
6. Jahresbericht Veranstaltungen: Dieter Brunner und Daniel Giebson blicken zusammen mit den Teilnehmern zurück auf ein nach der Corona-Pandemie wieder aktiveres Verbandsjahr. Aufgrund der Unsicherheit nach der Pandemie war das Jahresprogramm bewusst klein gehalten: Bierbrauen im Teufelhof Basel; Generalversammlung im Restaurant Farnsburg, mit anschliessender Weindegustation;Besuch des Zoo Zürich mit Führung.
7. Jahresrechnung und Revisionsbericht: Peter Siebenhaar stellt die von Filipp Chlebus erstellte Jahresrechnung 2022 vor. Sie schliesst mit einer Vermögensabnahme von 2885.45 Franken ab. Die Sektion ist weiterhin solide finanziert. Speziell ist, dass im 2022 keine Mitgliederbeiträte einge -
fordert wurden, weil auch der ZV keine Mitgliederbeiträge eingefordert hatte (aufgrund der Corona-Pandemie). Die Kassenprüfer Andreas Ruess und Stefan Petryna bestätigen die tadellose Kassenführung und schlagen den Stimmberechtigten vor, die Decharge zu erteilen.
7.1. Genehmigung der Jahresrechnung: Die Decharge wird einstimmig erteilt.
8. Mutationen: Filipp Chlebus gibt einen Überblick über die Mitgliederzahlen sowie die Ein- und Austritte.
8.1. Aufnahme von Neumitgliedern: ein neues Interessenmitglied
8.2 Statuswechsel: ein Statuswechsel (Pensionär)
8.3. Austritt / Ausschluss von Mitgliedern: Keine Austritte durch Kündigung Neu gehören der Sektion Fricktal 71 Mitglieder an. Es kommen Zweifel an der Mitgliederstatistik auf, insbesondere wer bezahlt und wer nicht bezahlt hat. Der Vorstand verpflichtet sich, die Mitgliederstatistik per GV 2024 zu bereinigen. Es wird deshalb keine Diskussion geführt, ob Mitglieder ausgeschlossen werden, die den Beitrag nicht bezahlt haben.
9. Wahl des Vorstands:
9.1 Wahl des Präsidenten: Dieter Brunner stellt sich zur Wiederwahl. Er wird einstimmig gewählt. Seine Arbeit wird verdankt.
9.2 Wahl des restlichen Vorstands: Daniel Giebson (Aktivitäten), Filipp Chlebus (Kas-
sier), Peter Siebenhaar (Aktivitäten) und Patrick Merkofer (Vizepräsident) stellen sich zur Wiederwahl. Sie werden zusammen einstimmig wiedergewählt.
9.3 Wahl der Delegierten: Mit <100 Mitglieder stehen der Sektion Fricktal 3 Delegierte zur Verfügung. Gewählt werden: Daniel Giebson (bisher), Patrick Merkofer (bisher), Stefan Petryna (neu) Anmerkung: Für die letzte Periode konnten nur 2 Delegierte nominiert werden.
9.4 Wahl der Kassenrevisoren: Andreas Ruess und Stefan Petryna stellen sich zur Wiederwahl. Sie werden einstimmig gewählt.
10. Budget: Basierend auf den Erfahrungen aus den letzten Jahren und den geplanten Aktivitäten hat Filipp den Budgetvorschlag 2023 erstellt. Die Details dazu werden den Teilnehmern erklärt. Das Budget sieht eine Vermögensabnahme von 4755.- vor. Diese geht hauptsächlich auf die Aktivitätenoffensive nach der Pandemie zurück. Die Ausgaben für die Anlässe sind grosszügig bemessen. Es wird diskutiert, dass das Budget für das kommende Jahr keine weitere Vermögensabnahme mehr ausweisen soll.
10.1. Genehmigung des Budgets: Das Budget wird einstimmig genehmigt.
11. Jahresprogramm 2023:
Daniel Giebson stellt das Jahresprogramm 2023 vor. Neben den Aktivitäten der Sektion Fricktal stehen unseren Mitgliedern auch die Aktivitäten der anderen Sektionen des SCV offen. Die Angebote
der Sektion Fricktal im Überblick:
– GV im Restaurant Zollhüsli Stein
– Familienausflug ins Ebianum (Baggermuseum) am 16.09.2023
– Schoggi-Workshop mit anschliessendem Apéro in der Confiserie Beschle in Basel, am 17.11.2023 um 18.00 Uhr
Alle Termine werden auf der Website des Verbands www. scv.swiss und in der Verbandszeitschrift ChemieXtra veröffentlicht. Das Jahresprogramm wird einstimmig angenommen.
12. Gastbeiträge und Wortmeldungen: Wir freuen uns besonders über die Teilnahme von Kurt Bächtold, dem Präsidenten des Zentralvorstands. Er nimmt die Gelegenheit wahr und gibt uns einen Überblick über die Verbandsaktivitäten im Zentralvorstand:
– Es ist beim ZV in Diskussion, dass der Mitgliederbeitrag der Sektionen an den ZV per nächste DV reduziert wird
– Die nächste Bildungsverordnung Chemie- und Pharmatechnologe EFZ steht vor der Tür. Diese definiert das Ausbildungskonzept eines Lehrberufs
Aufruf an unsere Mitglieder Ein Verband lebt durch seine Mitglieder. Mitgliederwerbung lohnt sich beim SCV. Es winkt eine tolle Prämie für jedes neue Mitglied. Detailinformationen unter www.scv.swiss und beim Vorstand.
«Händ Sie öppis z’verzollä?», diese Frage stellt sich im Restaurant Zollhüsli, dem ehemaligen Zollbüro für den Grenzübergang nach Bad Säckingen (D) ganz bestimmt nicht mehr. Statt dem Flair einer Beamtenstube des 20. Jahrhunderts findet sich hier ein gemütliches, kleines Lokal mit so freundlichem Personal.
Für den Hunger und den Durst
Im Zollhüsli gibt es Mittagsmenüs und den SonntagsZmorge. Das ganze Angebot findet sich unter: www.zollhüsli-stein.ch.
Auch wir lassen uns während (und besonders nach dem offiziellen Teil der GV) verwöh -
Wer fühlt sich manchmal nicht in seine Kindheit versetzt? Da lächelt dich ein Stück Schokolade an beim Anblick eines Bag-
gers erinnerst du dich, dass du eigentlich mal den Traumberuf Baggerführer hattest. Eine Ausbildung als Baggerfahrer kön-
nen wir dir nicht bieten. Aber zusammen mit dem Ebianum bieten wir dir die Gelegenheit, einen Bagger selbst zu lenken. Weitere Bagger für gross und klein warten auf dich. Am Ende des Tages wird uns eine Überraschung geboten.
Details zum Anlass: Datum: Samstag, 16.09.2023
Zeit: Ganztags – die Uhrzeit wird nach der Anmeldung mitgeteilt
nen. Alte Bekannte treffen, über gute und schwierigere Zeiten diskutieren und einfach eine gesellige Zeit miteinander erleben. In diesem Sinne steht das diesjährige Rahmenprogramm der GV Sektion Fricktal. Hast du unsere diesjährige GV verpasst? Schade! Umso mehr freuen wir uns auf deine Teilnahme im nächsten Jahr.
Ein Buben-/Mädchentraum könnte im Ebianum in Erfüllung gehen. (Bild: Ebianum)
Schoggi! Egal ob Gross oder Klein, wem läuft beim Gedanken an diese süsse Köstlichkeit nicht gleich das Wasser im Mund zusammen? Schokolade ist Teil der Schweizer Kultur und ganz besonders hebt sich die Confiserie Beschle mit ihren Künsten hervor. Jeder darf das kulinarische Handwerk von Beschle käuflich erwerben, aber nur wenige haben die Möglichkeit, einen Platz in einem Workshop zu ergattern. Die Sektion Fricktal bietet Dir die Gelegenheit, am Workshop nicht nur
selbst etwas Süsses zu kreieren, sondern auch zu degustieren. Wem das alleine doch ein wenig zu süss ist, der wird sich über den salzig-rezenten Apéro im Anschluss umso mehr freuen.
Details zum Anlass: Datum und Zeit: Freitag, 17.11.2023, 18 Uhr.
Treffpunkt: Confiserie Beschle, Clarastrasse 4, Basel. Wer darf teilnehmen? Mitglieder des SCV aus allen Sektionen und Gäste. Was kostet es? Mitglieder und
Treffpunkt: Ebianum, Museumstrasse 1, 5467 Fisibach
Wer darf teilnehmen? Mitglieder des SCV aus allen Sektionen und Gäste. Was kostet es? Mitglieder und deren Familienmitglieder: kostenlos. Gäste bezahlen einen Unkostenbeitrag von 130. Fr./Person Gut zu wissen: Die Teilnehmerzahl ist beschränkt. Anmeldungen werden in der Reihenfolge des Eingangs berücksichtigt.
Anmeldung: Dieter.brunner@dsm.com
deren Familienmitglieder: kostenlos, Gäste bezahlen einen Unkostenbeitrag von 130 Fr./ Person.
Gut zu wissen: Die Teilnehmerzahl ist beschränkt. An -
meldungen werden in der Reihenfolge des Eingangs berücksichtigt.
Anmeldung: Dieter.brunner@dsm.com
Hochdruck-Reaktoren
– mit und ohne PTFE-Auskleidung
Lagertanks, Trockner und andere Niederdruckbehälter für sensible Prozessmedien in der Chemie-, Pharma-, und Lebensmittelindustrie benötigen einen Schutz gegen Überdruck und Vakuum. Für den Druckbereich von 2 bis 200 mbar übernimmt das ein spezielles Beatmungsventil. Dank dem modularen Aufbau ist eine Ausführung seiner Einzelteile aus unterschiedlichen Materialien möglich, wie
zum Beispiel aus Edelstahl oder Hastelloy. Auch können spezielle Beschichtungen gewählt werden, etwa mit Ethylen-Chlortrifluorethylen (Halar-Beschichtung) für eine uneingeschränkte Kontaktverträglichkeit mit Lebensmitteln.
So eignet sich das Beatmungsventil beispielsweise für den Einsatz an Trocknern, in denen rieselfähige Prozessmedien, wie zum Beispiel Kakao, Tablettenrohstoffe oder Tees unter Vakuum verarbeitet werden. Droht ein Absinken des Vakuums innerhalb des Behälters, öffnet das Ventil und sorgt so für einen gezielten Druckausgleich. Dieser ist nicht nur für die Stabilität des Trockners, sondern ebenso für die Qualität der sensiblen Substanzen von Bedeutung. Die kontrollierte Aufrechterhaltung des Druckniveaus wird durch eine geringe Leckagerate von bis zu 1 × 106 mbar x l/sec erreicht. So werden sowohl Emissionen von flüchtigen Gasen oder anderen, gegebenenfalls umweltbelastenden Stoffen als auch die Entstehung explosiver Gemische oder das potenziell gefährliche Eindringen von Luft verhindert.
Für Stoffe, die eine hohe Produktreinheit erfordern, ist Oxidation eine der grössten Gefahren. Zur Verhinderung des Eindringens von Sauerstoff bzw. Gasen aus der Atmosphäre in den Behälter verfügt das neue Ventil in einer speziellen Ausführung über einen Inertisierungsanschluss. Er leitet die benötigte Menge an Stickstoff ein, um Folgereaktionen mit dem Medium zu verhindern.
In der Praxis werden zunächst entsprechend den Prozessmedien und -bedingungen (z. B. Temperatur, Druck) die Einzelteile und die Dichtungen des Beatmungsventils ausgewählt. Anschliessend setzt man sie unter Verwendung von Gehäuseklammern zusammen. Das so entstandene Beatmungsventil wird für Wartungs- und Reinigungsarbeiten wieder auseinandergenommen und für andere Anwendungen, falls nötig, durch Austausch von Modulen neu konfektioniert.
Paliwoda AG CH-8703 Erlenbach info@paliwoda.ch www.paliwoda.ch
Die leistungsfähigsten In-Lineoder End-of-Line-Produktinspektionsysteme für kleine und mittelgrosse Verpackungen im Lebensmittel- und Pharmabereich werden jetzt auch bei begrenztem Budget erschwinglich.
In diesen Industrien müssen die Gefahren von Metallverunreinigungen und die Risiken von Fremdkörperkontaminationen durch Glas, mineralische Steine, Gummi oder Kunststoffe hoher Dichte abgewendet werden. Gleichzeitig wünscht sich der Hersteller Vollständigkeitsprüfungen (z. B. Fertiggerichte) und Siegelrandkontrollen (z. B. Scheibenkäse). Dabei sollen Fehlausschleusungen und unnötige Produktabfälle vermieden werden.
Röntgeninspektionssysteme auf dem Stand der Technik erkennen
beispielsweise Steine, Knochen und weitere Fremdkörper mit geringer Dichte. Metallfremdkörper werden ab 0.3 Millimeter Grösse detektiert, Glassplitter ab 2.0 Millimeter. Unterschiedliche Ausführungsformen eignen sich für einspurige oder Mehrspur-Anwendungen.
Modulare Konstruktionen ermöglichen dem Bedienpersonal stets einen einfachen Zugriff von vorne für alle Arbeiten (z. B. Wartung, Reinigung). Und eine EnergiesparBauweise macht heutige In-Lineoder End-of-Line-Systeme zu einer umweltfreundlichen Wahl für die Produktinspektion.
Mettler-Toledo (Schweiz) GmbH
CH-8606 Greifensee Info.ch@mt.com www.mt.com/ch
– Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
Berghof Hoch& Nieder-DruckReaktoren mit & ohne PTFE-Lining
Hochdruck-Reaktoren - mit und ohne PTFE-Auskleidung - Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
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Hochdruck-Reaktoren
- mit und ohne PTFE-Auskleidung - Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
- 25 ml bis 5500 ml
- bis 230°C/300°C / 200 bar
– 25 ml bis 5500 ml
– bis 230 ° C / 300 ° C / 200 bar
Mini - Hochdruck-Reaktoren - mit und ohne PTFE-Auskleidung - Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
Mini-HochdruckReaktoren
- 25 ml bis 5500 ml
- bis 230°C/300°C / 200 bar
- 25 ml bis 5500 ml
- bis 230°C/300°C / 200 bar
– mit und ohne PTFE-Auskleidung – Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
Mini - Hochdruck-Reaktoren - mit und ohne PTFE-Auskleidung - Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
Mini-Reaktor bis 25 ml oder bis 40 ml
Mini - Hochdruck-Reaktoren - mit und ohne PTFE-Auskleidung - Edelstahl, Edelstahl/Hastelloy, Hastelloy
Mini-Reaktor bis 25 ml oder bis 40 ml
Inwendig metallfreie (nur PTFE)
– 10 ml bis 100 ml
- 10 ml bis 100 ml
- bis 230°C/300°C / 200 bar
- 10 ml bis 100 ml
– bis 230 ° C / 300 ° C / 200 bar
- bis 230°C/300°C / 200 bar
Inwendig metallfreie (nur PTFE) Hochdruckreaktoren
Inwendig metallfreie (nur PTFE) Hochdruckreaktoren
Inwendig metallfreie (nur PTFE) HochdruckReaktoren
BR-Reaktoren
75 ml bis 5700 ml
BR-Reaktoren
75 ml bis 5700 ml
- 300 ml – 1300 ml
– 300 ml – 1300 ml
- bis 230°C / 200 bar
- 300 ml – 1300 ml
- selbst für HCL geeignet
– bis 230 ° C / 200 bar
Hil-Trade GmbH
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Der Mikrowellen-Aufschluss wird noch schneller, einfacher und komfortabler und vor allem lässt er sich jetzt dank einer eingebauten Kamera beobachten und optimieren. Bei fortschrittlichen Systemen werden die Druckbehälter mit einem Schnappdeckel verschlossen, und den Rest erledigt das Gerät – kein Verschrauben, kein Werkzeug, keine Stützmäntel, keine weitere Montage.
Ein Aufschluss mit einem solchen Gerät benötigt typischerweise fünf
Minuten inklusive Abkühlung (statt herkömmlicherweise über eine Stunde). Dann kann die Vermessung erfolgen. Unterschiedliche Proben werden flüssig abgearbeitet, zum Beispiel vegetarische Öle (1,5 g Einwaage), Industriechemikalien (1 g), Babybrei (1,5 g) oder Fleischwaren (2 g). Jede Probe wird individuell behandelt, ohne eine zwischenzeitliche Blockade des Mikrowellenaufschlussgeräts. Eine integrierte Kamera erlaubt die Beobachtung des Farbwechsels
Analysegeräte zur Lock-in-Bildgebung, einer vielversprechenden Wärmebild-Technik zur Untersuchung von Nanopartikeln, werden durch Verbesserungen von Datengenauigkeit und -verarbeitung sicherer und komfortabler. Ausserdem erstreckt sich der Anwendungsbereich jetzt auch auf feste, nicht transparente Proben. Lock-in-Analysegeräte zeichnen sich durch die Kombination einer einfachen Messung, einer schnellen Verfügbarkeit des Ergebnisses und eines Wegfalls der komplexen Probenvorbereitung aus. Das bringt
Zeit- und Kosteneinsparungen. Das Messprinzip ist einfach: Aufgrund von Lichtabsorption erwärmen sich die Nanopartikel. Dies wird dank der Lock-in-Bildgebung sichtbar. Insbesondere lassen sich mit diesem Verfahren sogar Nanopartikel vermessen, die in eine komplexe Umgebung eingebettet sind. Mit einem neuen Analysegerät erweitern sich die Möglichkeiten: Nun können sogar Messungen an festen, nicht transparenten Proben vorgenommen werden. In einer Ausführungsform arbeiten Lock-in-Analysengeräte im VIS-
NIR-Wellenlängenbereich mit einer frei wählbaren Wellenlänge zwischen 400 und 950 nm. In einer zweiten Ausführungsform ist eine einzige UV-Wellenlänge fest-
Neue gehäuselose und kompakte Einachs-Positionierregler (Motion Controller) für den mittleren Leistungsbereich vergrössern die Auswahl an Steuerungen zur Integration in Gerätebau- und Medizintechnik-Anwendungen.
Das betrifft DC-Motoren, bürstenlose Motoren und Linearmotoren. Stets geht es darum, Objekte durch Vor- und Zurückbewegen an die richtige Stelle zu bringen. Das übergeordnete Ziel kann zum Beispiel in einem automatisierten Umfüll -
vorgang beim Liquid-handling oder im Probenziehen aus Durchstechfläschchen oder in Pipettiervorgängen im Biolabor bestehen. Einen entscheidenden Schritt beim Design von Geräten für solche Anwendungen stellt die gezielte Auswahl des passenden Motion Controllers dar. Denn erst mit ihm werden Klein- und Kleinstmotoren zu einem zuverlässigen Antriebssystem. Jetzt kommen gehäuselose Motion Controller hinzu, die mit 36 V und 3 A (Spitzenstrom 9 A) den mittleren Leistungsbereich bis zirka 100 W abdecken. Sie eignen sich von Motoren in Briefmarkengrösse mit 30 W und 1 A (Spitzenstrom 2 A) bis hin zu Systemen mit 10 A (Spitzenstrom 30 A) zur Schaltschrankmontage. Für die Kommu -
und weiterer Details. Alles lässt sich dokumentieren und mit diesen Informationen der Aufschluss auch einfacher optimieren. Ein solches System braucht nicht einmal besonders viel Stellplatz, verfügt über ein leistungsstarkes Abluftsystem und lässt sich sogar vollautomatisch als «Aufschlussstrasse» betreiben.
CEM GmbH
D-47475 Kamp-Lintfort www.cem.de
gelegt (320 nm). Dies ermöglicht die Analyse verschiedener Materialtypen.
Tipp: Wer sich kein Lock-in-Analysegerät ins Labor stellen möchte oder zeitweise mit einem überproportional hohen Probenaufkommen zu kämpfen hat, sourct die Nanopartikel-Vermessung als externe Dienstleistung aus.
NanoLockin GmbH CH-Freiburg info@nanolockin.com www.nanolockin.com
nikation stehen USB, RS232, CANopen und EtherCAT zur Verfügung. Ein Tipp für die richtige Auswahl: Es ist auf eine EMV-gerechte Auslegung des Motion Controllers zu achten (elektromagnetische Verträglichkeit). Damit vermeidet man gegenseitige Störungen von elektronischen und sensorischen Komponenten, die auf engstem Raum verbaut sind. Ausserdem hilft die EMV-gerechte Auslegung der Komponente «Motion Controller» bei der Zertifizierung des gesamten Geräts.
Faulhaber Minimotor SA
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Die Wahl eines Dispensers mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit ist ein sicherer Weg, um Dosier-Probleme zu lösen. Oft wird ein Flaschenaufsatz-Dispenser verwendet, um eine bestimmte Flüssigkeits-Menge direkt aus der Reagenzflasche zu entnehmen und zu dispensieren. Somit können im Labor Flüssigkeiten, wie beispielsweise ätzende Substanzen oder starke Säuren (HCl, HNO2 H2SO4), einfach verteilt werden. Ein Dispenser saugt die Flüssigkeit mit Hilfe eines Ventilsystems aus
Bei neuen peristaltischen Pumpen zum Flüssigkeitstransport zum Zerstäuber von Atomspektrometern mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP) braucht der Anwender nur noch den Schlauch einzuspannen und kann ohne manuelle Optimierung mit seiner Messung beginnen.
Rollen sowie gegen einen gekrümmten Haltebügel gepresst wird. Zur Verringerung von Pulsationen lässt sich der Anpressdruck des Schlauches gegen diesen Haltebügel von Hand optimieren. Dieser manuelle Schritt entfällt bei den neuen peristaltischen Pumpen. Denn hier ist der Anpressdruck so optimiert und fest vorgegeben, dass der Anwender nur noch den Schlauch einspannen muss und gleich mit seiner Messung beginnen kann.
der Reagenzflasche an. Die Flüssigkeit füllt den Zylinder, welcher das genaue Volumen bestimmt. Anschliessend wird die Flüssigkeit durch einen Hahn abgegeben und somit auf sichere Weise verteilt. Während dieses Vorgangs sind mehrere Teile des Instrumentes in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit. Zu ihnen zählen der Ansaugschlauch, das Ventilsystem, der Kolben und der Zylinder oder die Ausstosskanüle. Aus diesem Grund sind bei den Socorex Calibrex®Flaschenaufsatzdispensern die kri -
tischen Teile eines aus chemisch inerten Materialien hergestellt (z. B. Glas, Keramik, ETFE, PTFE). Als hilfreich für den Anwender erweist sich zudem ein auf dem Instrument aufgedruckter QR-Code, der einen direkten Zugriff auf eine Kompatibilitäts-Tabelle erlaubt.
Socorex Isba SA CH-1024 Ecublens socorex@socorex.com www.socorex.ch
Zertifizierte Schutzanzüge in Verbindung mit einer handelsüblichen Atemschutzmaske bilden einen wirkungsvollen Wall gegen biologische Risiken.
Darauf kommt es an: Die eingesetzten Materialien bieten Viren, Bakterien und flüssigen Proben keine Chance zum Durchdringen.
Dies muss aber auch nach den einschlägigen Normen geprüft und
zertifiziert worden sein. Dabei handelt es sich namentlich um die EN 14126. Sie betrifft biologische Risiken. Darüber hinaus sollten die Schutzanzüge auch nach EN 14605 gegen flüssige Chemikalien zertifiziert sein.
Das Wirkungsprinzip einer peristaltischen Pumpe basiert auf einer alternierenden Kompression und Relaxation eines eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumens in einem elastischen Schlauch. Das Volumen wird durch Rollen im Pumpenkopf definiert, wozu der Schlauch im Pumpenkopf fest fixiert gegen die
Eine jetzt anforderbare Untersuchung der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin, hat gezeigt: Unter Verwendung der neuen peristaltischen Pumpen an einem ICP-Simultanspektrometer wurden bei Multielement-Standardlösungen Nachweisgrenzen im unteren µg/L-Bereich erzielt.
Spetec GmbH
D-85435 Erding info@spetec.de www.spetec.de
Für einen bestmöglichen Schutz müssen die entsprechenden Tests in der höchsten Schutzklasse bestanden werden, oder – noch besser – die gemessenen Konzentrationen liegen sogar unterhalb der Nachweisgrenze der Messgeräte. Wer ganz auf Nummer sicher gehen möchte und auf termingerechte Lieferung besonderen Wert legt, ordert entsprechende Schutzanzüge bei Unternehmen, die in ihren eigenen Fabrikationsräumlichkeiten produzieren.
Pedi AG
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Der Nährmedienhersteller Dr. Möller & Schmelz GmbH ist mit dem Softwarespezialisten Oculyze GmbH eine Kooperation eingegangen, um die Auswertung mikrobio -
logischer Analysen für die Endanwender im Labor einfacher und schneller zu gestalten. Ausser einem herkömmlichen Smartphone, Tablet oder PC mit angeschlossener Kamera ist dabei kein weiteres Equipment für die Analyse notwendig.
In nur 3 kurzen Schritten ist eine quantitative Auswertung von mikrobiologischen Proben, die nach der Membranfiltermethode verarbeitet wurden, durchführbar: (1) Scannen Sie den QR-Code, der mit
dem Nährmedium bzw. der Nährkartonscheibe mitgeliefert wurde.
(2) Die Web-App (keine Installation erforderlich) wird mit der Bilderkennung geladen, die auf den zu analysierenden Nährmedientyp zugeschnitten ist. (3) Nehmen Sie ein Bild mit Ihrem Smartphone, Tablet oder auch Desktop-PC mit angeschlossener Kamera auf. Die Ergebnisse werden in wenigen Sekunden angezeigt.
Diesen Zusatznutzen bietet Dr. Möller & Schmelz seinen Kunden ohne
Eine nicht-toxische und umweltfreundliche Alternative zur Herstellung von Schwerlösungen bietet Natriumpolywolframat, wobei die Schwimm-Sink-Trennung eine bekannte Anwendung darstellt.
Mit Hilfe des Schwimm-Sink-Verfahrens lassen sich Stoffe nach ihrer Dichte trennen: Das Gemisch wird in eine Flüssigkeit gegeben. Stoffe mit geringerer Dichte schwimmen oben, solche mit höherer Dichte sinken nach unten. Am bekanntesten ist dieses Prinzip von der Wertstoffrückgewinnung. Zum Anwendungsspektrum zählen darüber hinaus unter anderem ana -
lytische Verfahren in der Geologie, Botanik, Metallurgie, Mineralogie oder Paläontologie. Es liegt auf der Hand, dass die Flüssigkeit eine Dichte zwischen den «Schwimmern» und den «Sinkenden» aufweisen muss. Mitunter ist dieser «mittlere Wert» zunächst einzustellen. Eine Dichteerhöhung gelingt dabei klassischerweise, ausgehend von Wasser, durch Zugabe von Zinkchlorid- oder Quecksilbersalzlösungen oder von Halogenkohlenwasserstoffen. Dadurch entsteht eine Schwerlösung. Allerdings bringen die genannten Substanzen Probleme mit sich, wie
etwa eine hohe Toxizität oder Karzinogenität. Doch es gibt eine Alternative: Natriumpolywolframat (auch Natriummetawolframat, engl. sodium polytungstate, kurz SPT) eignet sich ebenso zur Herstellung von
Für die gemeinsame Nutzung unterschiedlicher Informationen aus Forschungs- und Entwicklungsar-
beiten stellen heute cloudbasierte Konzepte eine komfortable Alternative dar.
Dabei geht es um die Dokumentation von Daten, die bei Experimenten und Validierungsaktivitäten anfallen. Während die Laboratorien früher alle diese Daten auf Papier aufzeichneten, werden sie heute meist digital gespeichert, damit sie auch in der Produktion und der Qualitätssicherung problemlos genutzt werden können.
Für die gemeinsame Nutzung dieser Informationen mussten herkömmliche Laborinformatiksysteme mit Laborinformationsmanagementsystemen (LIMS), elektronischen Labornotizbüchern (ELN) und Manufacturing Execution Systems (MES) verbunden werden. Dies gelingt über Plattformen, die
Mehrkosten an. In den Produktverpackungen ausgewählter Nährmedientypen aus dem Sortiment der Nährkartonscheiben werden die zugehörigen QR-Codes einschliesslich einer Beschreibung zur Durchführung der Analyse mitgeliefert.
Sebio GmbH CH-4450 Sissach info@sebio.ch
www.sebio.ch
Schwerlösungen. Damit lassen sich die giftigen und/oder karzinogenen Verbindungen vollständig und effektiv ersetzen.
Da Natriumpolywolframat sehr gut in Wasser löslich ist, kann jede beliebige Dichte zwischen 1.0 und 3.1 g/cm³ eingestellt werden. Die Ungiftigkeit, die gute Wasserlöslichkeit und die pH-Neutralität erleichtern die Handhabung und die Reinigung der Apparatur.
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das integrierte Management von Forschungsdaten in Bereichen wie Biowissenschaften und Chemie ermöglichen. Mit Funktionen für die Verwaltung von Dokumenten, Projekten, Fähigkeiten und Zeitplänen wird die Effizienz der Verwaltung von Forschungsressourcen gesteigert und die Laborautomatisierung verbessert.
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