Eine bunte und überraschende Abenteuerreise durch die faszinierenden Weiten des Chemie-Universums: Wie erklärt die Chemie die Entstehung des Lebens, wie hat sie die Welt verändert und wie lassen sich die drängenden Probleme unserer Zeit mit ihrer Hilfe lösen? In zwölf Kapiteln geben uns ausgesuchte Spezialisten, Chemiker und Chemikerinnen einen Einblick in die Chemie als äußerst kreative und verantwortungsbewusste Wissenschaft. Viele praktische Beispiele, Produkte und Anwendungen zeigen das Potential der Chemie auf. So erfährt man etwa, dass eine moderne Energie- und Rohstoffversorgung ohne Chemie weder denkbar noch machbar ist und welche Bedeutung die Chemie für die moderne Informationstechnologie hat.
Ein besonderes Augenmerk wird darauf gerichtet, welche Rolle die Chemie bei aktuellen und zukünftigen Herausforderungen unserer Gesellschaft spielt: Die ungebrochen wachsende Weltbevölkerung, die drohende Knappheit von Nahrung und Wasser, die Gesundheitsvorsorge und Heilung von Krankheiten, der ansteigende Energieverbrauch sowie der Erhalt unserer Lebensqualität – als stark interdisziplinär orientierte Wissenschaft schafft die Chemie die Grundlagen, um diese dringenden Probleme unserer Zeit nachhaltig anzugehen. Quo vadis Chemie? In diesem Buch wird kritisch und fachkundig diskutiert, wie sich die Chemie entwickeln muss, um diesen Aufgaben gerecht zu werden. Heute gelingt schon vieles, dennoch werden neue Denkansätze und innovative Prozesse und Produkte für die Zukunft gebraucht. Ohne Chemie ist keine Lösung möglich.
Ein spannendes und informatives Buch für alle, die sich für Chemie und für die Welt, in der wir leben, interessieren und gerne wissen möchten, welche Rolle die Chemie nicht nur heute wahrnimmt, sondern vor allem zukünftig spielen sollte.
Table of Content
Geleitwort: Wolfram Koch
Vorwort: Thisbe K. Lindhorst und Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger
1 Chemie – eine unendliche Geschichte (Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger)
2 Elementares – Die Spielwiese der Anorganischen Chemie (Barbara Albert, Thomas Geelhaar, Wilma Neumann und Armin Reller)
Ist das Periodensystem der Elemente denn zu etwas gut?
Das Salz in der Suppe – Kochsalz
Anorganische Chemie – disziplinär und interdisziplinär
Die Entstehung der chemischen Elemente im Universum: Urknall, Sterne, Supernovae
Das fünfte Element – der kleine, geheimnisvolle Nachbar von Kohlenstoff?
Halbleiter, Katalysatoren und die Bioanorganik – ein Streiflicht
Elemente brauchen, nicht verbrauchen
Mehr zum Thema 1 Eisen – ein chemisch-physikalischer Tausendsassa
Mehr zum Thema 2 Gadolinium – ein nützlicher Exot
Mehr zum Thema 3 Titandioxid – Weltenbummler unter den Funktionsmaterialien
Anorganische Chemie für die Zukunft
3 Schwarzes Gold und grüne Chemie – Von wenigen Rohstoffen zur beinahe unbegrenzten Produktvielfalt (Michael Röper)
Mehr zum Thema 1 Die Formelsprache der Organischen Chemie (Hans-Günther Schmalz)
Mehr zum Thema 2 Meistersynthesen – zum Beispiel Penivulvin A (Thisbe K. Lindhorst)
Ohne Rohstoffe geht gar nichts
Erdöl – das schwarze Gold
Erdgas – der umweltfreundliche Brennstoff
Kohle – der ‘Evergreen’ der Rohstoffe
Nachwachsende Rohstoffe
Potentiale für die Weiterentwicklung der Rohstoffbasis
Non-Food-Biomasse
Nutzung von Kohlendioxid
Wasserstoff für die chemische Industrie – Kohlendioxid- und klimaneutrale Herstellverfahren
Wertschöpfungsketten
Katalyse – die Schlüsseltechnologie der Chemie
Heterogene Katalyse
Homogene Katalyse
Mehr zum Thema 3 Chiralität – wenn Bild und Spiegelbild nicht das gleiche sind (Thisbe K. Lindhorst)
Etablierte großtechnische Verfahren
Biokatalyse – die Natur kann’s sowieso
Mehr zum Thema 4 Organische Synthese mit sichtbarem Licht (Burkard König)
Nachhaltigkeit und die grüne Chemie
Mehr zum Thema 5 Die zwölf Grundprinzipien der grünen Chemie (Paul Anastas)
Was wir konkret tun können
Mehr zum Thema 6 Es grünt so grün… 25 Jahre grüne Chemie aus Sicht des Begründers (Vera Köster und Paul Anastas)
4 Von der Chemie und Technik des Lebens
Der erweiterte genetische Code: DNA-und RNA-Basen jenseits von Watson und Crick (Mark Helm, Johanna Bretzler, Nina Simon und Thomas Carell)
Die chemischen Grundlagen des DNA Erbmaterials
Die Erweiterung des DNA-Codes
RNA als Transporter und Übersetzer der Erbinformation
CRISPR-Cas9: Revolution der Biologie durch ein bakterielles Immunsystem (Sabine Schneider)
Entdeckung eines bakteriellen, adaptiven Immunsystems
Warum ist ein bakterielles Immunsystem nützlich für die Gentechnik?
Wie funktioniert nun die Programmierung von Cas9 mittels RNA zur Genommodifikation?
Was sind die Anwendungsmöglichkeiten von CRISPR-Cas9?
Welche ethischen und sozialen Fragen werden durch CRISPR-Cas aufgeworfen?
Ein erweiterter genetischer Code – neue Proteine aus dem Labor (Kathrin Lang)
Proteine – die Akteure allen zellulären Geschehens
Von der DNA zum Protein
Einbau unnatürlicher Aminosäuren – Erweiterung des genetischen Codes
Die Glycowissenschaften: Ein vielfältiges Forschungsgebiet für die chemische Biologie (Anja Hoffmann-Röder)
Mehr zum Thema 1 Zuckerstrukturen – Symbole und ihre Bedeutung (Thisbe K. Lindhorst)
Mehr zum Thema 2 Antiadhäsionstherapie – eine Alternative zu Antibiotika? (Thisbe K. Lindhorst)
5 Der blaue Planet und das blaue Gold
Chemie auf dem Weg in die Nachhaltige Industriegesellschaft (Martin Faulstich, Elisabeth Schmid und Alexander Franke)
Chemie und Wasser – Herausforderungen und Lösungen in einer sich wandelnden Welt (Herausgegeben von der Gesellschaft Deutscher Chemiker)
Wasser – das ‘blaue Gold’ des 21. Jahrhunderts (Torsten C. Schmidt und Walter Kölle)
Wasserchemiker und andere Wasserexperten als Problemlöser
Mikroplastik im aquatischen Ökosystem (Sascha Klein, Eckhard Worch und Thomas P. Kneppe
About the author
Thisbe K. Lindhorst ist Professorin für Organische und Biologische Chemie an der Universität zu Kiel. Sie studierte Chemie an den Universitäten München und Münster und wurde in Organischer Chemie an der Universität Hamburg bei Professor Thiem promoviert. Nach einem Postdoktoranden-Aufenthalt an der University of British Columbia baute sie eine unabhängige Forschungsgruppe an der Universität Hamburg auf, wo sie sich 1998 habilitierte. Ihre Forschungsinteressen liegen im Bereich der Organischen und Biologischen Chemie und gelten insbesondere den Glykowissenschaften. Sie ist Autorin von über 130 Publikationen, vielen Buchkapiteln und eines Lehrbuchs. Sie engagiert sich auch in Beratungsgremien, wissenschaftlichen Beiräten, dem DFG-Forschungsforum und begründete die Veranstaltungsreihe ‘Wertedenken – Denkenswertes. Zur Zukunft der Universität’. In den Jahren 2016 und 2017 ist Thisbe K. Lindhorst die Präsidentin der Gesellschaft Deutscher Chemiker.
Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger studierte Chemie, Physik und Anthropologie in München und wechselte nach seiner Promotion direkt in die Forschungsabteilung der BASF AG. Während seiner gesamten Berufslaufbahn war er sowohl in der Welt der Wissenschaft als auch in der Welt der Wirtschaft zu Hause: Er war Forschungsvorstand der BASF, Präsident der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), Mitglied des Senats der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) sowie der Max-Planck-Gesellschaft und ist seit 1985 Honorarprofessor an der Universität Heidelberg. Für sein unermüdliches Engagement wurde ihm 1998 das Bundesverdienstkreuz verliehen. Er ist begeisterter und bekennender ‘Bücherwurm’ und widmet sich seit seiner Pensionierung leidenschaftlich der Literatur, so auch als Aphoristiker. Er ist mittlerweile Autor mehrerer Bücher, in die er seine über Jahre gesammelten Erfahrungen in witziger und nachdenklicher Art und Weise einfließen lässt.
Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh)
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