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Das Chamaeleon im Reagenzglas
Neue Messmethode zur schnellen Qualitaetskontrolle von Pulvern und Fasern
CHEMNITZ. Chemiker der Chemnitzer Universitaet haben eine neue Methode gefunden, mit der sich die Oberflaecheneigenschaften von Pulvern und Fasern messen lassen. Solche Materialien spielen als Katalysatoren, aber auch bei der Chromatographie, einem Verfahren fuer die Trennung von Stoffgemischen, eine wichtige Rolle. Mit der neuen Technik laesst sich die Qualitaet derartiger Materialien einfach und zuverlaessig kontrollieren. Besonders faszinierend: Eine grosse Zahl verschiedener Substanzen laesst sich in kurzer Zeit durchtesten. Dadurch wird es moeglich, die Eigenschaften bei der Herstellung dieser Materialien gezielt zu beeinflussen. Die Chemnitzer Forscher werden ihre Ergebnisse erstmals auf der Chemiemesse ACHEMA vom 9. bis 14. Juni 1997 in Frankfurt vorstellen.
Was ein Katalystor ist, weiss dank des Auto-Kat, mittlerweile auch der Laie: Ein Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt. Doch nicht nur zum Abbau von Abgasen zu unge faehrlichen Stoffen sind Katalysatoren noetig, auch Benzin, Schwefelsaeure und zahlreiche andere wichtige Stoffe liessen sich ohne sie nicht herstellen. Je genauer die Oberflaecheneigenschaften der Materialien bekannt sind, umso bessere Katalysatoren lassen sich herstellen.
Auch die Chromatographie laesst sich aus der modernen Chemie nicht wegdenken, ermoeglicht sie es doch, Stoffgemische zu trennen und noch winzigste Verunreinigungen darin zu ermitteln, wie etwa Pflanzenschutzmittelrueckstaende in Gemuese oder Hormone in Fleisch. Dabei macht man sich zunutze, dass verschiedene Stoffe sich unterschiedlich stark an eine Traegersubstanz anlagern, von der sie anschliessend mit einer Fluessigkeit oder einem Gas abgespuelt werden. In beiden Faellen werden Traegersubstanzen benoetigt, die eine grosse Oberflaeche haben und chemisch "inert" sind, also nicht mit den Stoffen reagieren, die hergestellt oder untersucht werden sollen. Wie stark sich Stoffe anlagern, haengt von solchen Oberflaecheneigenschaften wie der Polaritaet, der Aziditaet und der Donizitaet ab. Haeufig verwendete Traeger sind zum Beispiel Aluminiumoxid, Siliziumdioxid oder Abwandlungen und Mischungen davon. Bisher wurden die Eigenschaften der Traeger empirisch, also durch Versuch und Irrtum, oder durch zeitaufwendige Analyseverfahren bestimmt.
Jetzt haben Forscher einer Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Stefan Spange von der Professur Polymerchemie der Chemnitzer Uni ein neues Verfahren entwickelt, das es erlaubt, solche Traeger vorab auf ihre Eignung durchzutesten.
Die neue Methode ist kostenguenstig, schnell und einfach durchzufuehren. Die Forscher be- nutzen dazu sogenannte solvatochrome Farbstoffe. Deren Farbe aendert sich, je nachdem, an welchen Stoff sie sich binden. Die Farbstoffe werden gemeinsam mit den Traegern und einem Loesungsmittel in ein Glasgefaess gegeben und geruehrt. Die Farbaenderung wird dann mit einem Messkopf gemessen, der in die Fluessigkeit eintaucht und einen Lichtstrahl durch sie hin- durchschickt. Dieser Messkopf ist mit einem Spektrographen verbunden, einem Instrument, das geringste Farbverschiebungen (Wellenlaengenaenderungen) auswerten kann. Aus den ge- messenen Daten lassen sich dann mit einem angeschlossenen Computer bestimmte Oberflae- cheneigenschaften der Traegersubstanzen berechnen. Ausserdem wurde die katalytische Akti- vitaet der untersuchten Materialien bestimmt. Die Chemnitzer Wissenschaftler fanden dabei heraus, dass aus den ermittelten Oberflaecheneigenschaften auf die katalytische Aktivitaet der Traegermaterialien geschlossen werden kann. Die Methode laesst sich sowohl fuer durchschei- dende und undurchsichtige Aufschwemmungen der Traeger als auch fuer feste Stoffe verwenden. Auch Folien und Fasern lassen sich damit untersuchen.
Das neue Verfahren hat sich in der Fachwelt bereits herumgesprochen: Hersteller von Traegermaterial wie etwa Merck oder die BASF schicken inzwischen ebenso Proben nach Chemnitz wie eine Chemiefirma aus Norwegen - schliesslich laesst sich bei der Entwicklung neuer Traeger viel Geld und vor allem Zeit sparen. Gefoerdert wurden die Untersuchungen uebrigens anfaenglich von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, waehrend die Partnerfirmen nun die weiteren Forschungsarbeiten finanzieren.
Weitere Informationen: Technische Universitaet Chemnitz-Zwickau, Fakultaet fuer Natur issenschaften, Institut fuer Chemie, Strasse der Nationen 62, 09107 Chemnitz, Prof. Dr. Stefan Spange, Tel. 03 71/5 31-13 36, Fax 03 71/5 31-16 42, E-mail: stefan.spange@chemie.tu- chemnitz.de oder auf der ACHEMA, Halle 1.2, Stand A17/B18 und B25 "Forschungsland Sachsen".
Autor: Hubert J. Giess
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Materials sciences, Mechanical engineering
transregional, national
Research projects
German
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