Chemie (Umwelt und Klima)

 

Schnitt durch eine fossile etwa handtellergroße Probe, in dem umgeben von schwarzem Gestein graue Versteinerungen von Korallen zu erkennen sind. Die Versteinerungen haben die Form unregelmäßiger teilweise schleifenförmiger Bänder.

Die Analyse von Stickstoffisotopen bezeugt die älteste bislang nachgewiesene Fotosymbiose in Korallen des Devon mehr

Wie geht es dem Ozonloch?

Die gute Nachricht ist: Das Ozonloch schließt sich. Die schlechte Nachricht: Der Klimawandel und seine Folgen bremsen den positiven Trend. So entstehen zum Beispiel bei extremen Waldbränden wie dieses Jahr in Brasilien, Griechenland oder Kalifornien Substanzen, die die Ozonschicht abbauen. mehr

Blick durch die Mitte zweier Autosschlangen, die sich in einer Richtung auf zwei Fahrbahnen stauen. Deutlich zu erkennen sind die Dampf beziehungsweise Abgasschwaden.

Eine Bilanz der Klimaeffekte von Stickstoffemissionen aus Dünger und fossilen Brennstoffen mehr

Sichere Alternative für explosive Reaktion

Seit über 100 Jahren nutzt die chemische Industrie eine Reaktion mit explosiven Chemikalien – nun haben Mülheimer Wissenschaftler eine sicherere Alternative entdeckt mehr

Die Trennung verschiedener Stoffe benötigt einen großen Anteil des weltweiten Energiebedarfs. In einem innovativen Ansatz versucht meine Forschungsgruppe, besonders energieeffiziente Trennverfahren zu realisieren, indem wir Quanteneffekte nutzen. Dank der neu entdeckten "Quantenreibung" zwischen Flüssigkeiten und den Wänden von Kanälen lassen sich Flüssigkeitsströme im Nanomaßstab präzise steuern, und zwar, indem die Elektronen in den Kanalwänden beeinflusst werden. Dieser Mechanismus könnte in Zukunft Trennverfahren erheblich verbessern.
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Luftbild eines Bergmassivs mit einem Talkessel im Vordergrund, hinter dem Berg erstrecken sich Gletscher bis zum Horizont.

Kunststofffasern halten sich deutlich länger in der Atmosphäre als angenommen mehr

Die Katalyse erweist sich als eine entscheidende Technologie für die Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft. Sie ermöglicht es, Strom aus erneuerbaren Quellen in chemischen Energieträgern und Produkten zu speichern, zu verteilen und zu nutzen. Das MPI für chemische Energieumwandlung widmet sich der Erforschung neuartiger Methoden für den Entwurf und die Entwicklung anpassungsfähiger katalytischer Systeme, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der Wasserstoffaktivierung liegt. mehr

Feinstaub katalysiert oxidativen Stress in der Lunge

Ein Forschungsteam um Thomas Berkemeier vom Max-Planck-Institut für Chemie (MPIC) fand heraus, dass die gesundheitsschädlichen Auswirkungen von Feinstaub eher auf ihre Rolle bei der Umwandlung von Peroxiden in wenige, hochreaktive Moleküle wie Hydroxyl-Radikale zurückzuführen sind, als auf die chemische Bildung größerer Mengen von Wasserstoffperoxid in der Lunge, wie bisher angenommen. Mit dieser Erkenntnis könnte sich in Zukunft die Gefährlichkeit verschiedener Luftschadstoffe neu und besser einordnen lassen.  mehr

Figure 1: Charakteristische Übergänge in ÜMK. Ligand-Ligand (LL)-, Metall-Metall (MM)- und Ladungstransfer (CT)-Übergänge.

In meiner Gruppe arbeiten wir an neuen Rechenmethoden zur Beschreibung von elektronisch-angeregten Zuständen in Molekülen. Diese sollen sich vor allem auf Übergangsmetall-Komplexe anwenden lassen. Um auch Anregungen zwischen organischen Liganden und dem Metall-Zentrum beschreiben zu können, benutzen wir den Ansatz der zeitabhängigen Störungstheorie. Wir konnten dabei erreichen, dass auch Anregungen aus entarteten Grundzuständen möglich sind. Ferner haben wir eine einfache Methode entwickelt, welche die Genauigkeit der berechneten Anregungsenergien verbessert. mehr

Ausstieg aus fossilen Brennstoffen könnte jährlich fünf Millionen Leben retten

Gut die Hälfte der Todesfälle durch Luftverschmutzung hängen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammen mehr

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Schnitt durch eine fossile etwa handtellergroße Probe, in dem umgeben von schwarzem Gestein graue Versteinerungen von Korallen zu erkennen sind. Die Versteinerungen haben die Form unregelmäßiger teilweise schleifenförmiger Bänder.

Die Analyse von Stickstoffisotopen bezeugt die älteste bislang nachgewiesene Fotosymbiose in Korallen des Devon mehr

Blick durch die Mitte zweier Autosschlangen, die sich in einer Richtung auf zwei Fahrbahnen stauen. Deutlich zu erkennen sind die Dampf beziehungsweise Abgasschwaden.

Eine Bilanz der Klimaeffekte von Stickstoffemissionen aus Dünger und fossilen Brennstoffen mehr

Sichere Alternative für explosive Reaktion

Seit über 100 Jahren nutzt die chemische Industrie eine Reaktion mit explosiven Chemikalien – nun haben Mülheimer Wissenschaftler eine sicherere Alternative entdeckt mehr

Luftbild eines Bergmassivs mit einem Talkessel im Vordergrund, hinter dem Berg erstrecken sich Gletscher bis zum Horizont.

Kunststofffasern halten sich deutlich länger in der Atmosphäre als angenommen mehr

Ausstieg aus fossilen Brennstoffen könnte jährlich fünf Millionen Leben retten

Gut die Hälfte der Todesfälle durch Luftverschmutzung hängen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen zusammen mehr

Blick übers Meer mit den Windrädern eines Offshore-Windparks, die mit großem Abstand gestaffelt bis zum Horizont stehen.

Ein neues Katalysatorkonzept schafft die Grundlage für eine großtechnische Methanisierung von Kohlendioxid mehr

Von rechts hält eine Hand einen Rundkolben aus Glas ins Bild. Der Kolben enthält eine gelbliche Flüssigkeit und einen bräunliches grobkörniges Pulver, das sich am Boden abgesetzt hat.

Das Max-Planck-Cardiff Centre Funcat schafft Grundlagen für die systematische Entwicklung von chemischen Reaktionsbeschleunigern mehr

Computersimulation von mehreren jeweils mehrstöckigen Forschungsgebäuden mit begrünten Dächern neben dem Gebäude einer ehemaligen Zuckerfabrick. Das Gelände ist voon Wald umgeben.

Das von Peter H. Seeberger initiierte „Center for the Transformation of Chemistry“ setzt sich im Wettbewerb um rund 1,25 Milliarden Euro durch mehr

Weltkugel, Ozean

Sauerstoffarme Meeresregionen wurden in vergangenen Warmzeiten offenbar kleiner mehr

Die Chemie in Innenräumen neu denken

Menschen bilden ein eigenes Oxidationsfeld und verändern die Chemie der Raumluft mehr

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Die überdüngte Erde

Der Mensch hat die Menge an Stickstoff in der Umwelt in den letzten hundert Jahren verdoppelt – mit dramatischen Folgen für die Artenvielfalt mehr

Ein Klimagas befeuert die Chemie

Ausgerechnet CO2 könnte der chemischen Industrie helfen, ihre Klimabilanz zu verbessern. Mit Energie aus erneuerbaren Quellen könnte es sich in Komponenten für Kunststoffe und andere Produkte einbauen lassen – wenn sich dafür geeignete Katalysatoren und Produktionsverfahren finden. Danach suchen Forscher um Walter Leiter am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr mehr

Earth Day 2019: „Durch geeignete Düngeverfahren lassen sich Verluste deutlich reduzieren“

Stickstoffverbindungen in der Luft und im Wasser belasten die Gesundheit von Menschen und gefährden Ökosysteme. Wir sprachen mit Sönke Zaehle, Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Biogeochemie, über die Folgen der Emissionen und mögliche Maßnahmen dagegen. mehr

„Es ist unsere Pflicht, uns den Diskussionen zu stellen“

Interview mit Jos Lelieveld vom Max-Planck-Institut für Chemie über Luftverschmutzung vor allem durch Feinstaub mehr

Weniger Dünger reduziert die Feinstaubbelastung

Die Senkung landwirtschaftlicher Ammoniakemissionen kann die Sterblichkeit durch Luftverschmutzung erheblich reduzieren mehr

Stoff für erhellende Diagnosen

In der Krebs-Diagnostik setzen Ärzte schon heute oft auf die Positronen-Emissions-Tomographie. Um die Methode auch bei anderen Krankheiten anwenden zu können, brauchen sie jedoch geeignete Tracer-Substanzen wie radioaktives Fluor-18. mehr

Die Natur als Apotheke

Die Natur hält eine Fülle unbekannter Substanzen bereit, die für den Menschen nützlich sein könnten. Herbert Waldmann testet am Max-Planck-Institut für molekulare Physiologie in Dortmund Naturstoffe auf ihre biologische Wirksamkeit und versucht, ihre Wirkung mit einfacher aufgebauten Molekülen zu imitieren. mehr

Überleben auf der Schneeball-Erde

Globale Vereisung verschaffte Grünalgen vor über 600 Millionen Jahren einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil mehr

„Die Erwärmung hört nicht auf"

Thorsten Mauritsen vom Max-Planck-Institut für Meteorologie ermittelt, wie viel Zeit noch bleibt, um das Pariser Klimaziel zu erreichen mehr

Der unwiderstehliche Geruch kranker Taufliegen

Bakterien sorgen dafür, dass die Insekten größere Mengen an Sexuallockstoffen bilden, um ihre Artgenossen anzulocken und anzustecken mehr

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Wie geht es dem Ozonloch?

Die gute Nachricht ist: Das Ozonloch schließt sich. Die schlechte Nachricht: Der Klimawandel und seine Folgen bremsen den positiven Trend. So entstehen zum Beispiel bei extremen Waldbränden wie dieses Jahr in Brasilien, Griechenland oder Kalifornien Substanzen, die die Ozonschicht abbauen. mehr

Plastik:  (Un)verzichtbarer Werkstoff mit riesigem Müllproblem

Unser gesamter Alltag ist von Plastik geprägt, plastikfrei leben und einkaufen ist kaum möglich. Sobald Plastikmüll in die Umwelt gelangt, kann er zur Gefahr für Lebewesen und das gesamte Ökosystem werden. Aber nicht nur die großen Plastik-Müllberge sind ein Problem, sondern auch das winzige Mikroplastik. Welche Folgen hat der Plastikmüll für unsere Ozeane und könnten biologisch abbaubare Kunststoffe eine Lösung sein? mehr

Luftverschmutzung ist eines der größten Gesundheitsrisiken | Feinstaub | Wissen Was

Luftverschmutzung durch Feinstaub wird als Gesundheitsgefahr deutlich unterschätzt, auch wenn es regelmäßig hitzige Diskussionen über Grenzwerte und Fahrverbote für Dieselfahrzeuge in Städten wie Stuttgart und München gibt. Allein in Europa sterben jährlich knapp 800.000 Menschen vorzeitig an den Folgen von Luftverschmutzung, die globale Sterblichkeitsrate durch Luftverschmutzung lag 2015 bei 8,8 Millionen Menschen. Dies entspricht einer durchschnittlichen Verkürzung der Pro-Kopf-Lebenserwartung von 2,9 Jahren. mehr

Max-Planck-Film: Pflanzliche Abwehrstrategien (Teil 1)

Der Wilde Tabak (Nicotiana attenuata) ist Gegenstand der Untersuchungen am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena. Er kommt nach Feuern vorübergehend in großen Populationen in den Wüsten im Südwesten der USA vor. Als Pionierpflanze bzw. Erstbesiedler auf diesen Flächen muss sich die Pflanze gegen zahlreiche Krankheitserreger (z.B. Pilze) und Pflanzenfresser wehren. Die Herstellung von Nikotin ist Bestandteil der direkten Abwehr: Knabbern Säugetiere, wie Kaninchen, an den Blättern, so fährt die Pflanze ihre Nikotinproduktion proportional zum Umfang der Schädigung hoch. mehr

Film: Pflanzliche Abwehrstrategien (Teil 2)

Als Antwort auf eine Attacke durch den Tabakschwärmer reguliert die Tabakpflanze ihre direkte Abwehr (toxisches Nikotin) herunter. Denn für die Manduca-Raupe ist das Nikotin unschädlich. Stattdessen gibt der Tabak nun eine komplexe Mischung von Duftstoffen ab. Sie dienen nicht der direkten Abwehr, sondern locken die natürlichen Feinde der Raupe an: Raubwanzen. Sie können die Raupen, solange sie klein sind, erfolgreich attackieren. So verringern sie den Fraßschaden an der Pflanze und tragen zur Verteidigung der Pflanze bei. mehr

Film: Pflanzliche Abwehrstrategien (Teil 3)

Seit Entdeckung der indirekten Verteidigungsstrategien interessieren sich Ökologen für deren Abläufe und molekularen Mechanismen. Dreh- und Angelpunkt der Pflanzenabwehr ist offenbar der Botenstoff Jasmonsäure. Um das zu testen, haben die Forscher vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena genetisch manipulierte Pflanzen hergestellt: Bei ihnen ist das Gen für die Jasmonsäure ausgeschaltet. mehr

Film: Pflanzliche Abwehrstrategien (Animation)

Pflanzen haben ein ausgeklügeltes Verteidigungssystem. Sie sind nicht nur in der Lage, sich direkt gegen Fraßfeinde zu wehren, indem sie Giftstoffe produzieren. Sie verfügen auch über indirekte Verteidigungsstrategien. Dazu gehört die Abgabe von Duftmolekülen, um insektenfressende Schlupfwespen oder Raubwanzen anzulocken, die den Pflanzenschädling fressen. Aber auch das Verschieben des Blühzeitpunkts von den Abend- in die Morgenstunden, um einen anderen Bestäuber anzulocken. Tagaktive Kolibris übertragen nämlich ebenso den Pollen - allerdings ohne dabei die Pflanze zu schädigen. Die Animation illustriert die verschiedenen Abwehrstrategien und wann und wie sie greifen. mehr

Kohle aus Biomasse

Die weltweite Energieerzeugung durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas setzt riesige Mengen an Kohlendioxid frei, Hauptursache für den Klimawandel. Die Verbrennung von Biomasse wäre in ihrer Kohlendioxid-Bilanz dagegen neutral, da die verbrannten Pflanzen das Treibhausgas zuvor der Atmosphäre entzogen haben. Allerdings gelingt bei den gängigen Verfahren zur energetischen Nutzung von Biomasse die Umsetzung nur unvollständig. mehr

Alltagschemikalien können Fruchtbarkeit beeinträchtigen

Synthetische Chemikalien sind heute allgegenwärtig. Viele sind im Alltag unverzichtbar, doch ihre Risiken sind noch nicht umfassend erkannt. Im Rahmen einer Studie konnten Wissenschaftler beobachten, dass Chemikalien die menschliche Fruchtbarkeit beeinträchtigen können. mehr

Paul Crutzen und die  Erforschung der Ozonschicht

1970 veröffentlichte Crutzen eine grundlegende Arbeit zur Fähigkeit von Stickoxiden, die Ozon abbauen, und beschrieb die dabei ablaufenden Reaktionen. Für diese Arbeit erhielt er – an das Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz berufen – zusammen mit Mario J. Molina und Frank Sherwood Rowland als einer der Pioniere der Erforschung des Ozonlochs 1995 den Nobelpreis für Chemie. Dieser Podcast porträtiert das Leben und die Forschung des ausgewöhnlichen Wissenschaftlers.Weitere Informationen:  Pioniere des Wissens - die Nobelpreisträger*innen der Max-Planck-Gesellschaft mehr

Hartmut Michel, Johann Deisenhofer und Robert Huber: Der Dynamo des Lebens

Anlässlich der Verleihung des Chemie-Nobelpreises an Hartmut Michel, Johann Deisenhofer und Robert Huber schrieb die Königliche Schwedische Akademie der Wissenschaften 1988: „Die Photosynthese ist Voraussetzung für alles Leben auf der Erde." Den drei Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Biochemie war es erstmals gelungen, bis in atomare Details hinein die chemische Struktur jenes Zellapparates aufzuklären, in dem einfallendes Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt wird. Diese sogenannte Lichtreaktion ist der Schlüsselprozess der Photosynthese. In der Dunkelreaktion, einem zweiten elektrochemischen Schritt, wird dann quasi die "Batterie" der Zellen aufgeladen. Hierbei wird die elektrische Energie chemisch gespeichert, etwa in Form von Glukose. Zwar war dieser Kreislauf in seinen Grundzügen schon lange bekannt, doch war unklar, wie Bakterien oder Pflanzen das Licht sammeln, es zu den "Reaktionszentren" leiten und dort eine speicherbare elektrische Ladung produzieren. Die Max-Planck-Wissenschaftler haben die molekularen Strukturen sowohl der lichtleitenden Elemente als auch der Reaktionszentren aufgeklärt. Dabei dienten photosynthetisierende Bakterien (Cyano- und Purpurbakterien) als einfache Modelle. Hartmut Michel ist heute Direktor am Max-Planck-Institut für Biophysik in Frankfurt; Johann Deisenhofer forscht in den USA. mehr

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