v1.0 . Früher suchten die Alchemisten in ihren Laboren nach dem Stein der Weisen, der alles zu Gold machen sollte. Heute in der modernen Chemie ist das ähnlich. Die Forschenden suchen nach neuen Verbindungen mit ganz neuen, interessanten Eigenschaften. Darüber spreche ich mit der Chemikerin Stefanie Dehnen. (Belebte Musik) Hallo, Frau Dehnen. - Hallo. Schön, dass Sie da sind. Reicht es, wenn ich sage, Sie sind Chemieprofessorin? Das würde zumindest korrekt beschreiben, was ich tue. Aber der Zusatz, für anorganische Chemie nicht für organische, ist wichtig, ne? Das ist meine Ausbildung. Ich habe mich in anorganischer Chemie habilitiert und dafür die Venia Legendi. Da gibt es verschiedene Denominationen der Professuren, aber ich fühle mich als Anorganikerin. Jetzt mache ich es genauer. Sie sind Professorin für infor- mationsbasiertes Materialdesign. Was ist das? Das ist diese Denomination, von der ich gerade sprach. Wir nutzen die Mittel der Informationstechnologie, um Materialien zu designen. Das ist die ursprüngliche Intention. Man kann es auch andersherum deuten, dass man Materialien erzeugt, die wiederum für die Informationstechnologie gut sind. Das ist beides zutreffend, und im weitesten Sinne tun wir das auch mit unseren anorganischen Stoffen, die wir herstellen. Das geht in beide Richtungen. Okay, also Sie bauen neue Stoffe zusammen? Ja, wir bauen neue Stoffe zusammen. Das ist unser Tagesgeschäft. Also, Sie sind praktisch eine moderne Alchemistin? Ja, wenn Sie wollen. - Stimmt das? Wir sind in der Tradition der Alchemisten. Mit dem kleinen Unterschied, dass die Alchemisten nur ausprobiert haben und meistens mit dem Sinn und dem Ziel, den Stein der Weisen zu finden. Die wollten Gold machen? Sie wollten aus allem Gold machen. Das hat nie geklappt und so ist sehr viel sehr Schönes entdeckt worden. Im Prinzip sind wir auf diesem Weg unterwegs, dass wir viele Sachen neugiergetrieben, mit vielleicht einem Ziel, das wir vordefinieren oder auch nicht, herstellen wollen. Wir überlegen uns auch den Weg dorthin, wir überlegen uns die Zielverbindung. Und dabei passiert auch viel Unvorhergesehenes. Insofern fühlen wir uns in der guten Tradition, aber mit viel mehr Background. Wie viele Stunden verbringen Sie und Ihre Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen täglich im Labor? Das ist unser Brot- und Buttergeschäft. Wir sitzen eigentlich, ich nicht mehr leider, ich habe andere Dinge zu tun. Ich sitze mehr am Schreibtisch und bin am Computer tätig, und versuche Dinge zusammenzufassen, zu begutachten, zu managen. Aber meine Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind tatsächlich Laborarbeiter, -arbeiterinnen, das heißt, sie synthetisieren, sie gehen der chemischen Synthese nach und dann analysieren sie. Diese zwei wichtigen Schritte folgen immer aufeinander. Das machen sie im Prinzip den ganzen Arbeitstag über. Dann sitzen sie natürlich auch hin und wieder am Computer und werten aus, das ist klar, und schreiben. Sie synthetisieren heißt, sie bauen aus den vorhandenen Elementen was Neues und gucken dann, sie analysieren, gucken dann, was das ist. Ja, ganz genau. - Ist das wirklich so? Im Prinzip ist das so. Wir sind im Prinzip Erfinder. Wir basteln Moleküle zusammen. Das ist auch vielleicht das, was die Sache so reizvoll macht, dass wir immer was Neues schaffen. Der Begriff anorganisch sagt schon, das hat wenig mit dem organischen Leben zu tun. Also, es gibt auch durchaus in der Natur anorganische Chemie. Aber es ist eben etwas, das auf der anorganischen Seite vor, weiß nicht, der Erdentstehungszeit zum Teil schon kreiert wurde, während dann das organische Leben viel später dazu kam. Aber auch das kann man eben auch künstlich nacherzeugen oder herstellen und eben auch Neues schaffen. Dinge, die eben noch nicht so existieren. Ja, das klingt sehr spannend. Sie haben ja einen Grundbestand, der da ist. Das sind die Elemente im Periodensystem der Elemente, oder? Richtig. - Wie viele sind das? 118 kennt man, wobei längst nicht alle stabil sind. Man hantiert mit wesentlich weniger und jeder sucht sich Elemente raus, mit denen er gut klarkommt, die er kennt und einschätzen kann und die er kombinieren möchte. Also 118 gibt's. Ich hatte in der Schule Leistungskurs Chemie übrigens. Sehr schön. Das war nicht so schön für mich. - Aber das ist eine gute Grundlage. Das war 1979. Wie viele Elemente gab es da? Die unterste Reihe gab es nicht komplett. Die siebte Periode ist jetzt komplettiert worden. Allerdings sind das die Elemente, die radioaktiv sind, mit zum Teil sehr kurzlebigen Kernen. Man hat die Atome nicht komplett nachgewiesen, sondern nur den Atomkern. Die haben zum großen Teil nicht alle oder keine Elektronen. Aber es sind zumindest die Elemente und die sind durch ihre Kernladungszahl definiert, und sobald man ein Element mit dieser Kernladungszahl findet, hat man das Element gefunden. Es sind in den letzten Jahrzehnten einige dazugekommen. Kommen noch mehr dazu? Ist das ein offenes Ende? Ja, ist es, es gibt auch immer wieder Inseln der Stabilität, von denen man erwartet, dass da ein Element sein sollte, das sich nachweisen lässt. Das ist etwas, das mir Gänsehaut verschafft. Wahrscheinlich vielen meiner Mitbürger und Mitbürgerinnen nicht, aber ich sage mir das nächste Element, das gefunden wird, gehört der achten Periode an. Das ist der Anbruch einer neuen Schale, eines neuen Kapitels im Buch des Periodensystems. Da denkt man über andere Orbitale nach, wo sich die Elektronen aufhalten könnten. Das ist etwas, das rein theoretisch für Chemiker und Physiker sehr reizvoll ist. Wir müssen zwei Dinge erklären. Schale ist die Bahn? Schale ist der etwas vereinfachte und altertümliche Begriff der Elektronenbahnen. Sollte man nicht mehr so verwenden, man würde eher Hauptquantenzahl sagen. Man redet heute lieber in Hauptquantenzahlen, in Orbitalen. So erklärt man das im Sinne der Quantenphysik besser. Aber mit den Schalen hat man gute Modellvorstellungen. Wir haben den Atomkern, darum herum bewegen sich die Elektronen in Schalen und das Periodensystem ist geordnet nach den Schalen? Die Hauptquantenzahl, früher Hauptschale, definiert die Stellung in der Richtung, ne. Jetzt erwartet man die achte Schale? Richtig, die siebte ist voll, das ist auch neu, und jetzt käme die achte. Das sind Dinge, die einen faszinieren, wenn man da drinsteckt. In jedem Bereich hat jeder seine Dinge, die einem besonders spannend erscheinen. Das ist bei uns etwa die Entdeckung neuer Elemente. Das ist das Geschäft von Kernchemikern oder Kernphysikern. Da gehören wir nicht hinein, finden es aber spannend. Und Orbital, da kann ich mein Schulwissen bringen, ist der Aufenthaltswahrschein- lichkeitsraum von Elektronen. Man beschreibt mit Orbitalen, wo sich die Elektronen zu bestimmten Zeiten befinden. Damit ist es etwas genauer definiert als mit der Idee, es gibt eine sphärische Schale und das war's. Also, wir haben 118 Elemente im Periodensystem. Kombinatorisch würde das wie viele Kombinationen geben? Das kann ich Ihnen nicht sagen, aber man könnte es ausrechnen. Sie kombinieren nicht alles wahllos mit allem? Definitiv nicht. Es soll ein gewisser Sinn dahinterstecken, ein gewisses Konzept. Aber als Anorganiker gehören einem praktisch alle Elemente. Es gibt die organische Chemie, die anorganische Chemie für die wichtigsten Synthesefächer. Es gibt Biochemie, theoretische Chemie, analytische Chemie und so weiter. Es gibt viele Ausprägungen der Chemie. Die Synthesefächer teilen sich in diese Richtung auf. In der organischen Chemie kümmert man sich um Kohlenstoffverbindungen und alles, was sich davon ableiten lässt. Anorganische Chemie behandelt den Rest. Das ist viel. Ja, aber es gibt auch viele organische Verbindungen. Kohlenstoff ist ein Element, das gerne mit sich selber Bindung eingeht und deswegen ist die Variationsbreite groß. Wir alle sind zum großen Teil organisch. Wobei, der größte Bestandteil unseres Körpers ist Wasser. Das ist anorganisch. Knochen et cetera auch, aber es ist ein Gemisch. In der anorganischen Chemie kümmert man sich vornehmlich um andere Elemente, Nichtmetalle, aber auch Halbmetalle, Metalle. Da gibt es gerade auch natürlicherweise noch gar nicht alle Kombinationen. Sie haben es schon angesprochen, 118, dann variiert es. Es muss nicht immer nur aus zwei Elementen sein, es können auch drei oder vier sein, die da verbunden werden, also die Variationsbreite ist unendlich groß. Da Kombinationen zu finden, die es noch nicht gibt, die sich aber erzeugen lassen, das ist der Weg, den wir verfolgen. Wir wollen gucken: Welche Elementkombinationen hatte man noch nicht, könnten aber interessante Eigenschaften hervorrufen? Zum Beispiel bestimmte Bandlücken, bestimmte Halbleitereigenschaften oder bestimmte Reaktivitäten. Weil wir uns an der Grenze befinden zwischen einer Bindung, die existiert, oder einer, die kaputtgehen möchte. Da ist man bei reaktiven Verbindungen. Die könnten katalytisch wirksam sein. Diese Sphären klopfen wir mit unseren Techniken ab. Aber Sie brauchen noch einen Pfad im Grunde. Sie müssen wissen, was könnte uns interessieren. Nicht, dass Sie wahllos davorstehen und sagen: Jetzt kombinieren wir mal Silber mit was anderem und gucken, was raus kommt. Sie müssen schon mal wissen, was wollen wir? Was könnte interessant sein? Wir gehen beide Wege. Auch: "Wir probieren das mal aus, weil wir das noch nicht kennen, und wir schauen, ob es geht." Das ist eine Variante. Das ist die ganz neugiergetriebene. Wir gucken, ob diese beiden Elemente mit einem dritten zusammen einen stabilen Festkörper ergeben, den man dann extrahieren kann. Und da findet sich etwas darin, wo ein Molekül mit diesen Elementkombinationen entstanden ist, das es eben noch nicht gab. Die andere Variante, die wir auch verfolgen, ist die, dass wir sagen, es gibt Feststoffe, die halbleitende Eigenschaften haben, aber ausgedehnte Feststoffe sind. Ionische Feststoffe, Salze, wenn Sie wollen. Wir wollen schauen, bekommen wir diese Elementkombination auch in ein Molekül mit einer definierten Größe. Welche Eigenschaften hat dieses Molekül? Sind die Eigenschaften ähnlich wie im Festkörper? Zum Beispiel halbleitenden Eigenschaften oder der Möglichkeit, Energie umzuwandeln, Licht umzuwandeln? Oder verhält sich das Molekül ganz anders, effizienter, unerwarteter oder extremer? Das ist ein Phänomen, das man viel findet. Wenn Sie sich vorstellen, auf der einen Seite habe ich das Atom, auf der anderen Seite einen ausgedehnten Festkörper. Stellen wir uns einen Salzkristall vor, was passiert dazwischen? Das ist der interessante Bereich. Das heißt, man hat ein paar Anhalts- punkte von Dingen, die man kennt. Wir benutzen diese Informationen, um unseren Weg zu definieren. Können Sie Beispiele nennen von Sachen, die Sie schon zusammengebaut haben und interessant sind für Sie? Wo Sie sagen, boah, super Verbindung. Das kann ich zum Beispiel mal mit einer Verbindung tun. Ich denke, jeder weiß, was ein Silikon ist. Das ist ein Plastik, der sich ein bisschen weich anfühlt. Das kennt man, hat man als Kuchenform. Silikone sind im Prinzip anorganische Polymere. Die beruhen auf einem Silizium-Sauerstoff-Gerüst. Letztendlich auf dem gleichen Gerüst wie Sand. Sand ist hochgradig anorganisch, werden Sie mir zustimmen. Da hat man ein paar organische Reste dranmontiert. Die sorgen dafür, dass man ein verspinnbares Material bekommt, das sich in eine Schlauchform gießen lässt oder am Schluss als Kuchenform endet. Ich weiß nicht, Taucherbrillen oder was es alles gibt. Aufgrund dieser Kombination aus Silizium und Sauerstoff, Sand auf der einen Seite und diesen organischen Resten auf der anderen Seite. In unserer Forschung kümmern wir uns um "Cluster-Verbindungen". "Cluster" heißt nichts anderes als "Haufen" oder "Traube". Das ist ein Molekül einer bestimmten Größe, so definiere ich das jetzt mal. Ein halbes Nanometer bis drei Nanometer vielleicht. Das ist im Bereich von zehn hoch minus neun, zehn hoch minus zehn Metern. Auch da ist zum Beispiel Silizium drin bei unseren Molekülen. Dann vielleicht nicht Sauerstoff, aber ein schwereres Geschwisterchen vom Sauerstoff, der Schwefel. Steht direkt darunter im Periodensystem. Und ist auch ein organischer Rest. Das ist in Molekülform das, was alle gut kennen als Silikon. Das ist bei uns eine Cluster-Verbindung. Die untersuchen wir nicht, weil wir eine neue Kuchenform machen wollen. Sondern? Sondern weil diese Verbindungen einen bestimmten strukturellen Aufbau haben, der für uns interessant war, weil wir festgestellt haben, dass man auf die Weise Infrarotlicht ohne großen Aufwand in weißes Licht umwandeln kann. Das ist etwas, das wir mit einer gewissen Grundintuition untersucht, aber nicht mit genau diesem gerechnet haben. Das war für uns sehr spannend. Solche Formen von Cluster-Verbindungen, also mit den Elementkombinationen spielen wir jetzt. Wir nehmen nicht Silizium, sondern stattdessen Germanium oder Zinn. Beim Schwefel gehen wir auch nach unten, Selen, Tellur. Und dann schauen wir: Was ändert sich an den optischen Eigenschaften, an der Stabilität, an der Löslichkeit. Und so spielen wir das durch und haben vielleicht schon eine Verbindung als Vorbild, und bringen die in eine molekulare Form. Das ist eine Möglichkeit vorzugehen. Noch ein Beispiel bitte? Ein anderes Beispiel aus einer ganz anderen Ecke der Cluster-Verbindungen die wir untersuchen ... Cluster ist schon Ihr Steckenpferd? Genau, das ist unser Markenzeichen. Die Haufen? - Ja die Haufen. Die schönen, oft sehr ästhetischen, strukturell sehr schön aufgebauten Verbindungen. Das hat auch etwas mit Ästhetik zu tun. Also molekulare Architektur, wenn Sie wollen. Da geht es darum, Metallatome zusammenzubringen, die man zum Beispiel auch in einem Feststoff, wir sind wieder bei den ausgedehnten Feststoffen, am anderen Ende der Skala, nicht findet. Das sind Elemente, die zum Beispiel, was die Atomgrößen angeht, nicht gut zusammenpassen. Das kann man sich vorstellen ... Fast jeder hat in der Schule mal ein Kugelmodell gesehen, in dem man Natriumchlorid versucht hat zu visualisieren. Natriumion, Chloridion, immer schön abwechselnd. Die passen toll zusammen. Es gibt aber Atome, die passen nicht zusammen. Dann wird aus diesen beiden Atomsorten nie ein gescheiter Feststoff. Aber wir versuchen trotzdem, die dazu zu überreden, dass sie in einem Molekül miteinander auskommen. Dass sie diese Grenzen überwinden. Eine Art Therapeutin sind Sie. - Ja, ganz genau. Wir sind auch schon erfolgreich gewesen. Gallium und Bismut mögen sich gar nicht. Oder Germanium und Bismut, noch viel schlimmer. Die beiden sind im Feststoff nicht mischbar. Die muss man aufschmelzen, dann sind sie gemeinsam in der Schmelze. Wir haben ein Molekül hergestellt, in dem diese beiden Elemente miteinander verbunden sind. Die ordnen sich aber ein bisschen aus. Die wissen, dass sie sich nicht wirklich mögen. Aber wir haben es hinbekommen. Das hat vielleicht keinen direkten Nutzen auf der Stelle, aber wir lernen dadurch sehr viel. Wir lernen dadurch, wie diese Elemente, wenn wir sie überreden, zwingen, miteinander Bindungen eingehen. Wie stark diese Bindungen sein können. Was es für Möglichkeiten gibt, daran weiterzuarbeiten. Können wir die noch mal thermisch behandeln? Sie wandeln sich um oder kann man sie fragmentieren? Wie können wir diese Bindung vielleicht in ihrer Art auf ihre Nachbaratome übertragen? Wir erweitern auf die Weise das Spektrum dieser vielen Kombinationsmöglichkeiten, die Sie anfangs angesprochen haben, um bisher Unbekanntes. Man findet auch auf diesem Weg hier und da Dinge, wo man sagt, es ist gut, dass wir das untersucht haben. Weil das vorher niemand angeschaut hat. Man kann sehr vieles nicht einfach vorhersagen. Zum Beispiel? Wenn Sie eine neue Bindung schaffen zwischen zwei Metallatomen und feststellen, das ist genau die richtige Bindungsstärke, die es braucht, um ein kleines Molekül zu aktivieren. Das geht vielleicht mit dem Nachbarelement nicht so gut oder mit der gängigen Variante. Aber in der Kombination passt es genau. Das ist abhängig von Bindungsstärken, von Koordinationszahlen, sprich, von den Strukturen, die wir haben. Wenn man nicht danach sucht, geht einem vieles durch die Lappen. Daher braucht es diese Forschung, wo man sehr neugiergetrieben, grundlagengetrieben ist und dann in Richtung sinnvoller, anwendungsrelevanter Stoffe kommt. Ich kann mir auch vorstellen ... Sie hatten eben die Relevanz noch mal angesprochen. Die Leute fragen immer, was soll das jetzt, Grundlagenforschung? Die sitzen in ihrem Labor und kombinieren alles Mögliche. Aber das liegt auf der Hand. Sie finden praktisch neue Verbindungen. Neue Silikonverbindungen, neue Metallstrukturen, die natürlich irgendwann wichtig werden könnten. Sie haben es angedeutet, für Halbleiter. Zum Beispiel. Für die Industrie, für Autoproduktion, für Metalle? Sie können immer zwei Wege verfolgen. Der eine Weg ist der, dass Sie sagen, es gibt einen bestimmten Stoff, der etwas Tolles kann, Leuchtstoff zum Beispiel. Und jetzt will ich den günstiger machen oder in einem größeren Maßstab herstellen, stabiler gestalten. Dann kann ich den nehmen und versuchen, ihn zu optimieren. Ich kann versuchen, den Prozess der Herstellung zu optimieren. Das ist auch gesellschaftlich interessant, dass man versucht, die Quellen vielleicht weniger umweltschädlich auszunutzen. Und so weiter. Da gibt es viele Nuancen, die man beachten kann. Am Ende ist es ein Optimierungsprozess. Sie können auch sagen, Sie brauchen eine bestimmte Partikelgröße. Das ist nicht so sehr eine chemische Fragestellung. Unsere Fragestellung ist: Kann ich einen neuen Stoff herstellen? Kann ich eine Alternative finden, die auf einer anderen Basis beruht? Dazu kann man wild kombinieren, das geht auch alchemistisch. Und ist übrigens gar nicht so weit weg. Vor ungefähr 100 Jahren, als vielen chemischen Betrieben die Mitarbeiter ausgingen, weil ganz einfach viele, meistens männliche Mitarbeiter im Krieg verschwunden sind, haben sie zum Teil die Bauern vom Feld geholt und gesagt, ihr müsst hier jetzt mitmachen. Die hatten oft keine Grundbildung und haben Sachen willkürlich kombiniert. Dabei sind interessante Dinge entstanden. Es ist manchmal gut, wenn man sich ein bisschen Freiheit erlaubt. Das wollte ich damit sagen. Das ist die Herangehensweise, dass man sagt, man soll nie denken, es gibt schon alle möglichen Verbindungen. Wir müssen nur noch gucken, dass wir sie in einer bestimmten Darreichungsform haben. Das gilt nicht nur für die anorganische Chemie. Das gilt auch für Arzneimittel, für organische Stoffe. Es gibt nicht alle paar Tage, aber mindestens alle paar Jahre Entdeckungen. Denken Sie an die Revolution der Leuchtstoffindustrie. Von Lampen weg zu LEDs. Das sind zum Teil Erfindungen, die systematisch gemacht wurden. Es sind aber auch zum Teil Zufälle, die geholfen haben. Weil es immer wieder genügend Menschen gibt, die Interesse haben, Neues auszuprobieren. Lassen Sie auch Dinge patentieren? Ja, kommt auch vor. Ist nicht so häufig bei uns. Aber das machen Sie. Wir haben eine neue Metallverbindung gefunden, die hält super zusammen, hat solche Eigenschaften, wird patentiert. Patentieren will man meistens Dinge, die auch eine technische Relevanz haben. Einen Leuchtstoff haben wir patentiert. Oder ein Elektrodenmaterial für eine Batterie. Solche Sachen patentieren wir. Es gibt viele Kollegen, für die ist das der wichtigste Teil. Das ist auch völlig in Ordnung. Für uns ist eher der grundlagenorientierte Teil der, der uns reizt. Der endet in der Regel in Publikationen oder bei Vorträgen, bei Posterpräsentationen. Natürlich auch in der Lehre. Wir wollen das Wissen auch weitergeben. Wenn man jetzt schon alles wüsste oder definiert als bekannt, würde man ab jetzt nur noch optimieren. Wenn man das so weitergibt, haben wir irgendwann keine Möglichkeit mehr, Neues zu entdecken. Dazu brauchen Sie die Grundkenntnisse, die wir vermitteln. Deswegen ist es so wichtig, dass wir alle grundlegenden Dinge, die wir wissen, an die nächste Generation weitergeben. Die darf darauf aufbauen und wieder Neues entdecken. Hätte ich das gewusst, hätte ich Chemie studiert. Der Leistungskurs hat mich abgeschreckt. Das ist leider immer ein Problem. - Reden wir gleich noch darüber. Künstliche Intelligenz, wie kommt das bei Ihnen vor? Das kommt bei uns vor, Sie haben vorhin schon die Denomination meiner Professur erwähnt. Es ist immer mehr ein Thema, dass wir sagen: Können wir mit den kombinatorischen Möglichkeiten, die uns Computer darbieten, und auch den darauf aufbauenden technischen Möglichkeiten, sprich Robotik, Automatisierung, können wir in dem Auffinden neuer Stoffe viel schneller werden? Man spricht auch von Materialbeschleunigungsplattformen oder beschleunigter Materialentwicklung. Denn vieles ist tatsächlich Handarbeit. Wir müssen wirklich A mit B und A mit C und B mit C und A mit D und B mit D und C mit D kombinieren, bis wir wirklich wissen, diese Elementkombination funktioniert und die andere nicht. Wir haben, wie Sie schon sagten, klare Strategien. Wir bauen uns erst ein Molekül zusammen aus zwei Elementen und dazu geben wir ein drittes. Das ist eine ganz erfolgreiche Strategie. Aber selbst da sind die Kombinationsmöglichkeiten noch unglaublich groß. Das kostet viel Arbeitszeit. - Ja. Ist auch schön, weil man da einige Doktorarbeiten füllen kann. Aber es gibt auch Dinge, die könnte man automatisieren, dann käme man schneller zu einem Ziel, einem Zwischenziel, auf dem man aufbauen und einen größeren Schritt machen kann. Das ist zurzeit sehr en vogue in der Chemie allgemein, weltweit. Dass man versucht, computer- und künstliche Intelligenz-basierte Materialentwicklung zu treiben. Auch ein Computer findet Dinge, auf die man vielleicht nie gekommen wäre, weil man zu sehr in seinem Wissen verhaftet ist und nicht bereit genug ist auszuprobieren. Verstehe. Der hat auch keine Vorurteile, ne? Der ersetzt den Bauern vom Feld. - Ach so, ja. Vor 100 Jahren, der macht das ohne ... Na gut, natürlich würde man dem Computer auch Dinge füttern. Aber es würde unterstützend wirken, wenn man genügend Datenpunkte hat. Das ist ein bisschen in der Materialentwicklung die Krux. Man kann ja nicht einfach sagen: "Mach mal". Sondern man muss auf irgendwas aufbauen. Und das sind bekannte Daten aus der Literatur, aus chemischen, physikalischen Eigenschaften, die man zusammenträgt. Und das ist schon ein sehr komplexes Feld. Aber ist das so, dass der Computer so eine Art Laborant bei Ihnen ist? Dass der schon mal vorsortiert und vorguckt, was passiert, wenn ich bestimmte Elemente zusammentue? Das ist das Ziel. Das ist noch nicht akut, aber wir planen das jetzt. Das wäre dann so, der guckt erst mal? Dann geht Frau Dehnen mit ihren Mitarbeitern dahin und baut das nach? Na ja, der Computer würde gekoppelt werden mit einer Robotikeinheit. Das ist schon der Sinn. Wir arbeiten jetzt schon computergestützt. Allerdings vor allem a posteriori, also nach der Synthese versuchen wir, Dinge so zu verstehen, dass wir dann darauf aufbauend Vorhersagen treffen können. Stellen Sie sich vor, Sie finden was, Sie wissen nicht, wie Sie es interpretieren sollen, der Computer hilft dabei. Das Teilgebiet nennen wir theoretische Chemie oder Quantenchemie. Dann verstehen wir, warum sich das gebildet hat, können extrapolieren, und wenn sich das bildet, müsste diese Kombination auch funktionieren. Das hat sich oft schon bewahrheitet. Man kann dann Vorhersagen treffen. Das müsste man mit künstlicher Intelligenz verknüpft auf solchen bekannten Datenpunkten ausdehnen und daraus eine viel größere Versuchsreihe machen. Das ist ein bisschen das Ziel. In Zukunft müssen wir nicht mehr selber diesen Schritt machen, dass wir überlegen, wenn das klappt, könnte auch das klappen, sondern der Computer soll eine Robotikeinheit steuern, die eine Versuchsreihe macht, dann feststellt, da hat es besonders gut geklappt, da müssen wir noch mal näher hinschauen. Das Fernziel ist, dass man die Materialeigenschaft im Blick hat, die man erreichen möchte. Das ist eine größere Angelegenheit und die gibt es auch für so komplexe Materialien noch nicht. Kommen wir zur Lehre oder zu Ihrem Fach, Allgemeinchemie. Was hat denn das für einen Stellenwert in der Öffentlichkeit? Was meinen Sie? Na ja, keinen besonders guten, schätze ich. - Meinen Sie wirklich? Es kommt drauf an, wen Sie fragen. Vielleicht ist es eine Halbe-halbe-Aufteilung. Die einen haben Angst, die anderen finden es toll und ungefähr da separiert sich das. Aber die meisten Nicht-Kolleginnen und Kollegen, mit denen ich spreche, sind da immer etwas zurückhaltend. Die finden es entweder faszinierend, aber gestehen dann ein, dass sie das abgewählt haben in der Schule oder dass sie es nie verstanden haben. Das ist wie bei Mathe? "Ich hab's nie verstanden in der Schule, hat mich nie interessiert. Wusste nie, wofür." Aber Mathe ist anerkannter. Bei Mathematik, wenn Sie Abiturienten fragen, das nimmt jeder hin. Das ist wichtig, das mache ich. Vielleicht mag man es nicht, aber ich glaube, das wird weniger infrage gestellt. Und bei Chemie ist es oft so, dass es in einem Moment in ihr Leben tritt, in dem sie eigentlich andere Interessen haben. In der Pubertät ist ein neues Fach nicht willkommen. Da will man was ganz anderes machen. Interessiert man sich mehr für die jeweils andersgeschlechtlichen Klassenkameradinnen oder Klassenkameraden oder wie man sich orientieren möchte. Auf jeden Fall ist es so, dass so ein relativ komplexes Fach, das da vom Himmel fällt und auch nicht immer ideal vermittelt wird, dass das oft nicht auf fruchtbaren Boden fällt. Das zieht sich durchs Leben. Das nimmt man eine Weile mit und wählt es entweder ab oder bleibt dabei, aber findet es nicht toll. Dann haben sie ihr Leben lang immer diesen Schatten, Chemie, das war schlimm. Manchen geht es bei Physik so. Ich denke, Chemie ist schlimmer. Und dann haben Sie auch das Problem, dass es auch gesellschaftlich, wenn darüber geredet wird, meistens in einem negativen Kontext. Das wollte ich gerade anführen. Vielleicht haben wir Medien ein bisschen Mitschuld, weil wir oft über negative Auswirkungen reden. Wenn wir uns jetzt hier umschauen, Sie gucken an sich runter oder vor uns, das ist alles Chemie. Ich würde sogar so weit gehen, das Glas ist anorganische Chemie, aber das musste jemand schmelzen, musste verschiedene Stoffe zusammengeben. Wir haben Wasser drin, Polymere, Tischplatte et cetera. Das wird hingenommen, das ist selbstverständlich. Wenn man sich alles weg vorstellt und wir müssen jetzt mit Holz, Leder, Naturstoffen, das ist übrigens auch Chemie ... Stimmt. Wenn wir das nicht günstig erzeugen, hätten wir ein Riesenproblem. Das heißt, eigentlich tun auch die chemische Industrie und wir als Forschende in der Weiterentwicklung sehr vieles für unseren Luxus und die Menschheit. Denken Sie an Arzneimittel, das ist chemisch-pharmazeutische Forschung und Entwicklung. Aber wenn es zu Problemen kommt, wenn ein Unfall passiert, ist das sehr schlimm. Aber da können Sie auch sagen, der Verkehr ist ähnlich geartet. Flugzeuge stürzen auch ab. - Richtig. Und das ist ein bisschen das Karma, das der Chemie anhaftet. Dass es immer irgendwie giftig und gesundheitsschädlich und umweltschädlich ist. Aber dem halte ich entgegen: Natürlich ist gerade in der Vergangenheit, wenn man zurückschaut, vieles sehr falsch gemacht worden. Es wurden Stoffe ausprobiert und in Umlauf gebracht, die nicht gut waren und wieder zurückgezogen wurden. Da wird heute wahrscheinlich mehr vorgebaut. Es wird mehr getestet, bevor man einen Stoff ausgibt. Aber auch da passieren manchmal Fehler. Aber dann braucht es die Fachleute, um diese Fehler zu beheben, um Alternativen zu finden. Wenn man dann sagt, man sollte das gar nicht mehr machen oder das ist schlecht, würde man irgendwann auch in ein Riesenproblem laufen. Wir müssen die Balance finden. Es können nur Geschulte damit umgehen. Richtig. Und wir haben zwei Bilder. Das negative Bild dominiert sehr stark in der Gesellschaft. Das andere ist ein bisschen verklärend. Chemieunterricht, da stinkt es, es werden Experimente gemacht. Total spannend. Das ist ein Bild von Chemie, das merk ich jetzt, das völlig rückwärtsgewandt ist. Chemie ist völlig anders geworden, oder? Ja, dieser Fun-Faktor ist sicherlich immer dabei. Sie haben in der Schule, und das wollen Sie vielleicht auch, immer so ein bisschen den Effekt dabei. Sie wollen etwas zeigen, das die Schulkinder anspricht, das sie toll finden. Und so ein Initialfunke an Faszination schadet ja nicht. Aber Chemie besteht nicht nur daraus. - So ist es. Wenn man wirklich in die relevanten Felder reinschaut, dann ist da natürlich nichts. Da versucht man tunlichst jede Explosion zu vermeiden. Passiert immer wieder mal, aber da geht es uns nicht um die Effekte. Uns geht es ums Detail und um das Nützliche daran. Trotzdem kann ich mir vorstellen, wenn man diese Geschichte früher anfangen ließe in der Schule, nicht in der Pubertät, sondern vielleicht deutlich früher, Ende des Grundschulzeitalters und die Kinder mit ein paar Effekten abholt, dann würde man mal einen Initialfunken zünden und darauf aufbauend sagen, jetzt schauen wir mal da rein, was da los ist. Ich habe das selber schon erlebt im Umgang mit Grundschulkindern. Die waren ruckzuck unglaublich begeistert. Glaub ich. Und haben dann auch keine Berührungsängste mehr. Das geht, das kann man hinkriegen. Das könnte man sicher verbessern. Ich merke jetzt nach unserem Gespräch, dass Sie auch eine tolle Didaktikerin sind. Ich bin Hochschullehrerin. Ich betone gerne auch mal die zweite Silbe. Das ist schon ein Teil unserer Aufgabe. Vielleicht auch ein sehr wichtiger Teil, dass wir, wie ich schon sagte, die nächste Generation mit Wissen versorgen, das hoffentlich nicht verloren geht und wo wir in Deutschland, muss ich sagen, ein großes Privileg haben, dass wir Dinge erforschen und vermitteln können, die wir gerne erforschen möchten. Nicht die, die uns jemand vorschreibt. Ich komme in Ihre Vorlesung. Ich denke, das wird spannend. Sehr gerne. Nächstes Semester montags, ich glaube, 12.30 Uhr. Ich erwarte Sie. - Gute Zeit, ich komme. Ich bedanke mich. - Gerne. Danke. SWR 2023