bunsenmagazin - Deutsche Bunsengesellschaft für Physikalische ...

6/2004
BBPCAX 101 (8) 1083-1196 (1998)
ISSN 1611 – 9479
No. 6 – November 2004
BUNSENMAGAZIN
� Leitartikel
Forschung und Lehre im Schatten
von Toyota und Samsung S. 150
� Rückblick
Zur Erinnerung an Arnold Thomas
Eucken (1884 – 1950) S. 152
� Forschung
Physikalische Chemie am Institut
für Bioprozess- und
Analysentechnik, Heiligenstadt S. 163

LEITARTIKEL
RÜCKBLICK
FORSCHUNG
TAGUNGEN
NACHRICHTEN
DIE LETZTE SEITE
ZEITSCHRIFT FÜR
PHYSIKALISCHE CHEMIE
GDCh
INHALTSVERZEICHNIS
Jürgen Janek
Forschung und Lehre im Schatten von Toyota und Samsung 150
Ulrich Schindewolf
Zur Erinnerung an Arnold Thomas Eucken (1884 – 1950) 152
Dieter Beckmann, Josef Metze und Klaus Liefeith
Physikalische Chemie, Biowissenschaften und Technik
Interdisziplinäre Forschung zu grenzflächenoptimierten
technischen Systemen für die Life Sciences am Institut für
Bioprozess- und Analysenmesstechnik (IBA), Heiligenstadt 163
Karl-Michael Weitzel
85. Internationales Bunsen Discussion Meeting
Chemical processes of ions – transport and reactivity in Marburg 169
Personalia 171
Veranstaltungen 172
Verschiedenes 173
Invitation Electrocatalysis: Theory and Experiment 173
91 st Bunsen-Colloquim
Spectroskopie and dynamics of molecular coils and aggregates 174
89 th International Bunsen Discussion Meeting 177
Antrag auf Mitgliedschaft 179
Renieh Dlomsrev
Dreieck oder Würfel 175
Inhalt Heft 10 + 11/2004 176
GDCh-Jahrestagung Chemie 2005:
Chemie schafft neue Strukturen 178
Impressum 176
Zum Titelbild:
In technischen Systemen für die Life Sciences spielen physikochemische Vorgänge bei
Wechselwirkungen zwischen technischem und biologischem Material eine herausragende
Rolle. Die Effektivität des Schadstoffabbaus durch Biofilme in Membranreaktoren hängt
wesentlich davon ab (siehe Beitrag auf Seite 163).
149

LEITARTIKEL
Jürgen Janek
Als im Sommer 2003 die Frage nach einem sinnvollen Aufenthaltsort
meines ersten mühsam erarbeiteten Forschungssemesters anstand,
schweifte der Blick automatisch über den Atlantik. Als dann
aber zwei Angebote von befreundeten Kollegen in Korea und Japan
den Blickwinkel um nahezu 180° drehten, habe ich nicht lange gezaudert.
Was letzthin den Ausschlag gab, war das Wissen um die hervorragende
Stellung beider Länder auf dem Feld der Materialforschung,
besonders im Bereich der elektrischen Funktionsmaterialien.
Korea besitzt eine rasante Dynamik mit allen Vor- und Nachteilen.
Hinten Reisschüssel, vorne auf 1 °C Peltier-geregelter Kühlschrank für
Kim-Chi (scharfer eingelegter Weißkohl, Leib- und Magenspeise der
Koreaner) mit Schnittstelle für die kommende digitale Konvergenz.
Und so knirscht es natürlich kräftig im Gebälk der koreanischen Gesellschaft.
Der Anspruch auf den Platz der Nr. 1 im Bereich der
Informationstechnologie kostet gewaltige finanzielle Anstrengungen
und geht nicht zuletzt zu Lasten schlecht bezahlter Arbeiter in den
großen Industriekonglomeraten. Die Verlagerung von Produktionsstätten
in das nahe und billigere China verschärft das Ganze
noch. Im Grunde hat Korea innerhalb von 30 Jahren eine Entwicklung
durchlitten, die Deutschland und andere westliche Länder innerhalb
von mehr als 100 Jahren durchschritten haben. Zu allem Überfluss
hängen die mögliche Wiedervereinigung oder ein Konflikt mit dem
verarmten Norden als Damoklesschwerter über dem Land.
Die Universitäten spielen hier natürlich als Ausbildungsstätten für
den dringend benötigten Nachwuchs an Wissenschaftlern und Ingenieuren
eine gewichtige Rolle. Alle Schulabgänger unterwerfen sich
wie in Japan einer Einstufungsprüfung ihrer Leistung, und nur die Besten
erhalten die heiß ersehnten Studienplätze an den führenden staatlichen
Universitäten. Im Falle der Seoul National University, die gemeinhin
als die beste Universität des Landes gilt, sind dies nur 1 bis 2
% der Bewerber. Der Ansturm auf die staatlichen Hochschulen hat
allerdings auch einen pekuniären Grund: Das Studium ist hier mit erheblich
geringeren Studiengebühren als an den freier zugänglichen
privaten Hochschulen verbunden. Korea hat also bereits die von deutschen
Bildungspolitikern so innig beschworene nationale Eliteuniversität.
Doch weit davon entfernt, damit zufrieden zu sein, strebt die
jetzige politische Führung Koreas mit Gewalt den Abbau dieser
führenden Rolle der SNU an. Warum? Ganz einfach! Über 70% der
politischen und ökonomischen Führungsschicht sind offenbar Alumni
der SNU und weitgehend einem konservativen Lager zuzuordnen, das
bis jetzt über mächtige unsichtbare „Netzwerke“ starken Einfluss
ausübt. Und die Professoren der SNU sind natürlich zum größten Teil
ebenfalls selbst Absolventen ihrer eigenen Universität.
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Forschung und Lehre im Schatten von Toyota und Samsung …
PROF. KLAUS FUNKE ZUM 60. GEBURTSTAG
Prof. Dr. Jürgen Janek, Justus-Liebig-Universität Gießen, Physikalisch-Chemisches-Institut,
Heinrich-Buff-Ring 58, D-35392 Gießen, Tel.: 0641/99-345-01,
Fax: 0641/99-345-09, E-Mail: juergen.janek@phys.chemie.uni-giessen.de
150
Überhaupt spielt das Element der „freundschaftlichen Netzwerke“,
das kritische Geister je nach Laune eher gutmütig als Kumpanei
oder böswillig als Korruptionsbasis bewerten, eine wichtige Rolle
im Leben der Koreaner. Dies gilt nicht nur für die Manager der
erfolgreichen koreanischen Halbleiterindustrie, sondern meinem Eindruck
nach auch für den Universitätslehrer und –forscher. Denn das
Überleben einer universitären Arbeitsgruppe hängt ausschließlich von
den eingeworbenen Forschungsmitteln ab.
Der typische Start der Hochschulkarriere beginnt in Korea mit der
Rückkehr von einem längeren Post-Doc Aufenthalt in USA. Sollte es
gelungen sein, eine der begehrten faculty positions als associate professor
an der SNU oder einer der wenigen anderen Top-Universitäten
zu erringen, dann geht der Kampf erst richtig los. Anders als in
Deutschland sind mit einer derartigen Berufung keinerlei Grund- oder
Erstausstattungsmittel verbunden: No equipment, no budget, no
grants. Von einer Sekretärin ganz zu schweigen! Die berufliche Existenz
hängt also vollkommen von der Einwerbung von Projekten ab. Im
Falle meines Gastinstitutes teilten sich übrigens fünf befreundete Professoren
die Kosten für das Gehalt einer Sekretärin.
Aus meiner Sicht birgt dieses System, das vielleicht noch etwas
schärfer als das amerikanische System ist, neben den immer wieder
beschworenen Vorteilen hier zwei besondere Nachteile: Zum einen ist
es in Korea an der Tagesordnung, dass junge Professoren zwei oder
drei Jahre in vollkommen leeren Laboratorien hausen, bis die ersten
Projektmittel fließen. Wertvolle Zeit geht verloren. Zum anderen verführt
die fehlende finanzielle Unterstützung durch den Staat die Fakultäten
dazu, Professoren zu berufen, die etwas mit den vorhandenen
alten Geräten des vorherigen Stelleninhabers anfangen können.
Und dies sind allzu oft Schüler ihres alten Chefs. Was die Situation verschärft,
ist die Tatsache, dass die KOSEF (das koreanische Gegenstück
zur DFG) im Rahmen von Forschungsprojekten keine Mittel für
die Beschaffung von Geräten bewilligt. Damit ist der Druck erheblich
größer als in Deutschland, das Heil in einer Zusammenarbeit mit der
Industrie zu suchen. Ob es übrigens bei der Bewertung und Bewilligung
von Forschungsprojekten immer fair zugeht, wage ich zu bezweifeln.
Mir erschien häufig das gemeinsame Abendessen und spätere
heftige Trinken von Kollegen mit Ihren Freunden aus Industrie
und Ämtern als wichtige Zutat zum Erfolg. Insofern gehört eine
leistungsfähige Leber in Korea zu der unabdingbaren Grundausstattung
des Akademikers. Es ist sicher fair zu bemerken, dass viele jüngere
Wissenschaftler diesem Treiben zunehmend kritisch gegenüber
stehen und ihre Leber schonen. Und da die bisherige Netzwerkstruktur
für weibliche Mitglieder wenig zugänglich war, gehören vor allem
die jungen Koreanerinnen zu den Haupttriebfedern von Veränderungen
– mit all den entsprechenden Reibungsverlusten.
Wo allerdings die Industrie weniger erfolgreich und mächtig ist, da
fällt auch die universitäre Bedeutung des Faches schnell in sich zusammen.
Dies habe ich bei einem Besuch bei den Kollegen in der
Chemie mehr als deutlich gespürt. Offenbar sinkt die Bedeutung der

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
chemischen Industrie für die koreanische Wirtschaft kontinuierlich angesichts
der starken Fokussierung auf Informations-, Material und Biotechnologie.
Und entsprechend sinkt die Zahl der Chemieprofessuren
unaufhörlich. Das déja vu war schmerzhaft… und so zog ich mich
schnell wieder in die besser situierten Laboratorien der Materialforscher
zurück.
Der studentische Alltag ist sicher härter als in Deutschland, schon
allein durch die immer noch sehr stark autokratisch ausgerichteten
Führungsmuster. Schön ist hier meine eigene Erfahrung. Da mein
Gastgeber ein begeisterter Freund des Bergwanderns ist, musste ich
in schöner Regelmäßigkeit die besinnliche Ruhe des Sonntagmorgens
gegen den beschwerlichen Anstieg auf die „Kwanak Mountains“
tauschen. Und da den Herren Professoren natürlich kaum der
Transport der notwendigen Verpflegung zuzumuten ist, wurde mehrfach
die Teilnahme der Studierenden „befohlen“.
Das Vorurteil, in Korea würde länger und härter gearbeitet, hat vordergründig
sicher Bestand. Zwar gehören die Wochenenden auch in
Korea nicht mehr zum Pflichtprogramm, aber manchmal immer noch
zur Kür. Abends oder nachts sind die meisten Laboratorien voller Leben,
und der abendliche Essensbringdienst per Motorroller gehört zu
den typischen Begleiterscheinungen. Dafür beginnt der Tag oft erst
mit dem Mittagessen, und nur zu oft findet man die armen Opfer professoraler
Feudalherrschaft nachmittags in tiefem Schlaf am Schreibtisch.
Überhaupt ist dies eine meiner merkwürdigsten Beobachtungen,
sowohl in Korea wie in Japan: Während deutsche
Studierende mit offenen Augen schlafen (wenn denn überhaupt …!),
ist der gesunde Labor-, Büro- und Vortragsschlaf in Korea und Japan
nach meinem Eindruck ein alltäglicher Begleiter. Leider blieben meine
Bemühungen, dies genauer zu hinterfragen, angesichts eigener (solidarischer)
Müdigkeitsattacken erfolglos. Aber bekanntlich lässt sich
mit geschlossenen Augen weitaus besser nachdenken als mit offenen
…
Im Vergleich zur Überlebenshektik der koreanischen Hochschullehrer
haben die japanischen Professoren sicher immer noch (relativ)
eine etwas ruhigere Existenz – so wie ihre deutschen Kollegen (…die
mir diese Beurteilung verzeihen mögen…). Aber wie auch die deutschen
Universitäten erfahren die japanischen Universitäten derzeit
offenbar einen Wandel, allerdings im Alltag weniger abrupt. Japans
Universitäten sind noch weitaus mehr als die deutschen Universitäten
durch den Professor vom klassischen Typus des Ordinarius geprägt.
Der associate professor ist dem chair klar untergeordnet. Research
associates auf Dauerstellen unterstützen den Stelleninhaber bei Forschung
und Lehre. Die Arbeitsgruppe bildet eine relativ enge Einheit,
und häufig finden sich auf den Publikationen einer Arbeitsgruppe auch
Personen als Autoren wieder, die schlicht durch ihre räumliche Nähe
zum Experiment beteiligt waren.
LEITARTIKEL
Die Forschungsförderung ist durchaus mit dem deutschen System
vergleichbar. Neben Einzelanträgen werden allerdings auch hier Anträge
auf lokale oder delokale Centers of Excellence (SFBe, Schwerpunktprogramme,
Paketanträge) immer wichtiger. Deren Beantragung
und Begutachtung erscheint mir ebenfalls ganz ähnlich. Die
bewilligten Summen liegen in aller Regel unterhalb der für deutsche
Programme typischerweise bewilligten Mittel. Der Grund hierfür ist
trivial: Doktoranden werden anders als in Deutschland wohl nur selten
über vollwertige Angestelltenverträge finanziert, was die ganze Sache
natürlich erheblich preiswerter macht. Was mir gänzlich unpraktisch
erscheint, ist die Existenz einer einzigen Antragsfrist der JSPS (Japanese
Society for the Promotion of Science) im November mit dem
dann unvermeidlichen hektischen Antragssturm.
Das Studiensystem entspricht – wie in Korea – weitgehend dem
amerikanischen Vorbild: Die undergraduates studieren vier Jahre (!)
bis zum Abschluss als Bachelor und sind spätestens im vierten Studienjahr
bereits Mitglied einer Arbeitsgruppe. An der Tohoku University
müssen sich die Studenten bereits am Ende des 2. Studienjahrs auf
eine Arbeitsgruppe festlegen. Ziel dieser Festlegung ist neben der Fokussierung
vor allem eine bessere Orientierung im Studium. Denn
trotz Festlegung müssen natürlich weiter auch fern der späteren
Arbeitsrichtung liegende Gebiete studiert werden. Wie auch immer –
der positive Nebeneffekt ist, dass alle Studierenden bereits im 5.
Semester einen festen Platz in der Universität haben – sozusagen ein
wissenschaftliches Zuhause. Der Übergang in das zweijährige
Master-Studium ist dann für Absolventen der eigenen Fakultät eine
Formsache. Die Promotion schließt sich gegebenenfalls an. Eines ist
jedenfalls offenkundig: Eine echte Kompatibilität mit dem in Deutschland
betriebenen BSc/MSc gibt es nur im Master-Studium. Das
Bachelor-Studium ist auf vier Jahre angelegt und damit nicht äquivalent.
Ich bin sehr unsicher, ob ein deutscher Bachelor-Absolvent problemlos
Zugang zu einem japanischen Master-Programm hätte (von
der Sprachproblematik sei an dieser Stelle abgesehen).
Doch kommen wir zurück auf meinen Korea-Aufenthalt. Hier war
es äußerst vergnüglich, anlässlich einer Tagung Besuch aus der Heimat
zu erhalten – mit unserem Ersten Vorsitzenden Klaus Funke in
vorderster Front! Von Natur aus eher vorsichtig, war er doch mutig
genug, alle angebotenen marinen Spezialitäten zu probieren. Mit Anstand
und Würde meisterte er selbst die grellgrün schillernde, in Reisschnaps
frisch ausgedrückte Fischgalle – wenn auch nicht ganz ohne
Folgen. Nach der Lektüre eines Buches über „buchido“, die Ethik der
„samurai“, bin ich daher versucht, in Klaus Funke viele Tugenden des
buchido zu erkennen. Da er aber doch eher ein Kind des Abendlandes
ist, scheinen mir die Tugenden des westlichen „gentle man“ näher
liegend. Ich wünsche Klaus Funke, auch im Namen vieler Freunde und
Kollegen, nicht zuletzt der amici solidi, zu seinem 60. Geburtstag von
Herzen alles Gute und Energie!
151

RÜCKBLICK
Ulrich Schindewolf
Seit Beginn seiner wissenschaftlichen Tätigkeit hat Arnold Eucken
nicht nur auf dem weiten und verzweigten Gebiet zwischen Chemie
und Physik neue Erkenntnisse erbracht, sondern auch große Teile unseres
Wissens kritisch durchdacht und in klassisch gewordenen Zusammenfassungen
dargestellt. Darüber hinaus hat er wertvolle Brücken
geschlagen zu den Zweigen der Technik, die für den Aufbau der
modernen chemischen Industrie von besonderer Bedeutung sind. Für
einige Jahrzehnte hatte er eine dominierende Stellung in der physikalischen
Chemie in Deutschland. Aber er und sein Werk drohen in Vergessenheit
zu geraten – ja, die jüngere Generation kennt kaum noch
seinen Namen. Wir wollen durch diese Zeilen versuchen, dem Vergessen
entgegenzuwirken und ihn sowie sein Werk in die Erinnerung
zurückzurufen.
AUS DEM LEBENSLAUF
Arnold Thomas Eucken wurde am 3. Juli 1884 als Sohn des Professors
für Philosophie und späteren Nobelpreisträgers für Literatur,
Rudolf Eucken und seiner Frau Irene, geb. Passow, in Jena geboren.
Unter Euckens Vorfahren (der Familienname Eucken ist in der Mitte
des 18. Jahrhunderts erstmalig in Ostfriesland beurkundet) befinden
sich Krämer, Postmeister, Markscheider, Münzmeister, Philologen,
Theologen, und ein mit Goethe befreundeter Mediziner, der gleichzeitig
als Physiker tätig und Mitglied der Berliner Akademie der Wissenschaften
war: Thomas Seebeck, uns bekannt als Entdecker der Thermoelektrizität
(Seebeck-Effekt). Eucken und seine Geschwister Ida
(*1888, Konzertsängerin) sowie Walter (*1891, Nationalökonom 1 ) hatten
also Vorfahren aus der besten Tradition deutschen Bildungsbürgertums,
denen sie die Begabung für Wissenschaft und Kunst verdankten.
Während der Schulzeit von 1889 bis 1902 entstand Euckens Liebe
zur freien Natur, er schweifte in der herrlichen Umgebung Jenas umher
... und entwickelte eine Sammeltätigkeit für Orchideen, Schmetterlinge;
er beschäftigte sich mit der einheimischen Vogelwelt und
wurde schließlich Vorsitzender des Ornithologischen Vereins in Jena,
der sechs Mitglieder hatte. Die Liebe zur freien Natur hat ihn sein ganzes
Leben begleitet und ihn später zum begeisterten Alpinisten und
Hochtouristen gemacht (zitiert aus Euckens Lebenslauf).
Nach dem Abitur im Frühjahr 1902 in Jena begann Euckens Studium
mit Mathematik, Physik und Chemie in Kiel, wo er die Physikvorlesungen
von P. Lenard 2 besuchte und wo ihn bereits das Praktikum
von H. Biltz für die physikalische Chemie inspirierte. Aber er
scheint Zeit genug für das studentische Leben gehabt zu haben: er
trat dem Ruderverein bei und machte mit diesem ausgedehnte Boots-
152
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Zur Erinnerung an Arnold Thomas Eucken (1884 – 1950)
Prof. Dr. Ulrich Schindewolf, Universität Karlsruhe,
Institut für Physikalische Chemie, Kaiserstr. 12, D-76128 Karlsruhe
Arnold Eucken
reisen, die ihn sogar bis nach Schweden führten; und er wurde aktiv
im Corps Saxonia, in dem er an Mensuren, Kommersen und Stiftungsfesten
teilnahm und sogar eine Charge übernahm. – Nach vier
1 Walter Euckens Ideen von der freien Marktwirtschaft sind durch seinen
Schüler Ludwig Erhard in der sozialen Marktwirtschaft verwirklicht worden.
2 Lenard erhielt 1905 den Nobelpreis für seine Arbeiten über die Kathodenstrahlen,
auf denen aufbauend W. C. Röntgen die nach ihm benannten
Röntgenstrahlen entdeckte. Lenard geriet später auf Abwege. Im Vorwort
seines 1936 erschienen Lehrbuches „Deutsche Physik“, das er ... verehrungsvoll
dem Förderer großer Forschung im Dritten Reich, dem Reichsminister
des Inneren, Dr. Frick gewidmet hatte, führt er aus: Ich hätte auch arische
Physik oder Physik des nordisch gearteten Menschen sagen können.
.... Wissenschaft ist rassisch, blutmässig bedingt ...Das deutsche Volk ist
nun schon dreißig Jahre naturwissenschaftlich mit den Errungenschaften eines
Rasse- und Volksfremden und seiner Anhänger gefüttert worden. Das
Volk aber, das einen Kopernikus, Keppler, Guericke ....hervorgebracht hat,
wird sich wieder zu finden wissen, so wie es als Erbe Friedrichs des Großen
und Bismarcks politisch wieder einen Führer eigenen Blutes gefunden
hat ... In diesem Vertrauen habe ich das Werk geschrieben, und im besonderen
Vertrauen auf die Führung des deutschen Volkes im Dritten Reich gebe
ich es heraus.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Semestern zog es ihn für ein Jahr zurück nach Jena, hier legte er das
Chemische Verbandsexamen ab.
Dann begann er seine wissenschaftliche Karriere im Institut von
Walther Nernst in Berlin mit der Doktorarbeit Über den stationären Zustand
zwischen polarisierten Wasserstoffelektroden. Die Doktorprüfung
bestand er als 22-jähriger mit der bestmöglichen Note während
der einjährigen Militärdienstzeit 1906. Die Habilitation erfolgte 1911
unter den Schirmherren Nernst und E. Fischer mit der Schrift Über die
Temperaturabhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit fester Nichtmetalle.
Anschließend war er Assistent, Privatdozent und Abteilungsvorsteher
am Physikalisch-Chemischen Institut in Berlin. Aber Euckens
erfolgreiche Wissenschaftskarriere wurde durch den ersten Weltkrieg
unterbrochen, er wurde am ersten Mobilmachungstag als Offiziersstellvertreter
eingezogen und erst nach Kriegsende als Offizier entlassen.
Er nahm am Russlandfeldzug 1915 teil, erhielt dort die beiden
Eisernen Kreuze, diente bei der Flugzeugabwehr an der griechischen
Front, war Führer eines Schallmesstrupps und endlich Lehrer an einer
Artilleriemessschule.
Im Russlandfeldzug 1915 erreichte Eucken der Ruf als Nachfolger
von G. Schenk an das Physikalisch-Chemische Institut der Technischen
Hochschule Breslau, dem er aber erst nach Entlassung aus
dem Heeresdienst 1919 folgen konnte. 1930 schließlich wurde er an
das von seinem Lehrer Nernst gegründete Institut für Physikalische
Chemie an der Universität Göttingen berufen, das bis dahin von G.
Tammann geleitet wurde. Trotz weiterer Berufungen blieb Eucken bis
zu seinem Tode der Universität Göttingen treu.
DAS WISSENSCHAFTLICHE WERK
In seinen wissenschaftlichen Arbeiten hat Eucken in etwa 180 Veröffentlichungen
eine Vielzahl von Themen gestreift, die er teilweise
schon frühzeitig aufgenommen und bis zum Tode weiter verfolgt hat.
Seine erste Veröffentlichung 1907, die Doktorarbeit, war der
Elektrochemie gewidmet, ebenso wie die vorletzte 1950 über die Adsorption
von Wasserstoff an Platinelektroden. Dazwischen bemühte
er sich um so heterogene Themen der Elektrochemie wie konzentrierte
Elektrolytlösungen, die kathodische Trennung der Isotope von
Wasserstoff oder Lithium sowie um ein Verständnis der Nervenleitung.
Dieses Problem hat auch andere bedeutende Physikochemiker,
wie Ostwald, Nernst und später Bonhoeffer beschäftigt.
Ab 1912 folgten Untersuchungen über die Metallphysik, in denen
er erstmalig die freie Weglänge von Elektronen in Metallen bestimmen
konnte. Die Metallphysik hat ihn über 25 Jahre fasziniert und ihn
letztlich auch zu Gedanken über den Zustand des Erdinneren und zu
Betrachtungen über die frühe Entstehungsgeschichte der Erde geführt.
Beginnend 1923 und auf über zwei Jahrzehnte ausgedehnt, verteilen
sich Untersuchungen über die Kinetik und über den Mechanismus
einfacher Reaktionen, z.B. über die Bildung von Ozon, über
die Zersetzung von Kohlenwasserstoffen und über die Verbrennung
von Kohlenstoff. Daran schließen sich ab 1945 katalytische Reaktio-
RÜCKBLICK
nen an, insbesondere die Hydrierung von Alkoholen und ungesättigten
Kohlenwasserstoffen sowie der Wasserstoff-Isotopenaustausch
in Alkoholen. Unterstützt wurden diese katalytischen Studien durch
Adsorptionsmessungen an katalytischen Oberflächen, die er bereits
1914 eingeleitet hatte.
Von 1932 bis 1942 hat Eucken eine Reihe von Untersuchungen
über die Anregung von Molekülschwingungen durch Stoss veröffentlicht,
die hauptsächlich durch Messung der Schalldispersion, -absorption
und -geschwindigkeit durchgeführt wurden. Dabei erfasste
er auch den Einfluss der Stossanregung auf den Schwingungsanteil
der spezifischen Wärme.
Dann sind eine Serie von Arbeiten über schweres Wasser zu erwähnen,
die in die Mitte der dreißiger Jahre fallen; sie behandeln Mischungsdiagramme
und kalorische Daten von Mischungen aus normalem
und schwerem Wasser sowie dessen Anreicherung in
Gletschereis. 3 – Schwerpunkt der letzten fünf Jahre seit Kriegsende
waren Untersuchungen über die Struktur und Molekülassoziation in
Flüssigkeiten, insbesondere in Wasser, an denen auch einer der letzten
Doktoranden von Eucken, der spätere Nobelpreisträger M. Eigen
mitgewirkt hat.
In einigen zeitlich weitgestreuten Arbeiten berichtet Eucken über
den geometrischen Aufbau von CO2 und COS, über die Normalschwingungen
von SF6, über empirische Zustandsgleichungen von
Gasen und Flüssigkeiten, über die thermischen Ausdehnungskoeffizienten
von sehr tief oder sehr hoch schmelzenden Festkörpern, über
Affinitätskonstanten, Dielektrizitätskonstanten, Dipolmomente und
molekulare Wechselwirkungskonstanten.
Euckens Hauptwerk, das nahezu die Hälfte aller wissenschaftlichen
Arbeiten einnimmt, ist der Wärmelehre, allgemeiner der Thermodynamik
oder genauer dem Wärmeinhalt, und dem Wärmetransport
in homogenen und inhomogenen Systemen in allen drei
Aggregatzuständen gewidmet. Diese Arbeiten begann Eucken 1909,
…nachdem Prof. Nernst mich gütigst angeregt hatte, eine Versuchsanordnung
zu bauen, mit der es relativ leicht gelingt, die spezifischen
Wärmen bei tiefen Temperaturen zu ermitteln … Er konstruierte ein
Vakuumkalorimeter, in dem die feste Untersuchungsprobe in gutem
Wärmekontakt mit einem feinen Platindraht umwickelt war, der sowohl
zur elektrischen Aufheizung wie auch der Temperaturmessung
diente. Die Probe war im Hochvakuum praktisch wärmeisoliert aufgehängt.
Mit dieser Methode, die Messergebnisse höchster Präzision
ermöglichte, gelang es Eucken, das von P. Debye abgeleitete T 3 -Gesetz
der spezifischen Wärme erstmals experimentell zu bestätigen.
Von der Vielzahl der weiter behandelten Probleme wollen wir hier
nur eines herausgreifen, welches nicht nur Eucken lange Zeit beschäftigt,
sondern auch die theoretischen Physiker lange verwirrt hat
und das erst durch die moderne Quantenmechanik gelöst worden ist:
den Rotationsanteil der spezifischen Wärme von gasförmigem Wasserstoff.
Da die Untersuchungen über den Energieinhalt fester Körper
3 K. F. Bonhoeffer erzählte einmal teils lachend, teils neidvoll von einem
Kollegen, der unter dem Vorwand das Schwerwasservorkommen von
Gletschereis im Kaukasus untersuchen zu wollen, sich kostspielige Skitouren
hat finanzieren lassen. Es war aber nicht Eucken!
153

RÜCKBLICK
Cv,rot
v,rot
(cal/(Mol K))
Abb. 1: Rotationsanteil der molaren Wärmekapazität Cv,rot in
Abhängigkeit von der Temperatur:
A) erhalten durch Gleichsetzen der Energie des Rotators mit der
Planck’schen Energie, Gl. 1 und 2;
B) wie A, erweitert durch die Nullpunktsenergie der Rotation;
C) Ansatz nach P. Ehrenfest, Gl. 3;
Stark ausgezogene Kurve: eingefrorene Hochtemperaturmischung
mit 25% para-Wasserstoff und 75% ortho-Wassertstoff nach D.
Dennison;
Kreise: Messungen von A. Eucken.
gezeigt hatten, dass das Gesetz von der gleichmäßigen Energieverteilung,
ein Grundgesetz der klassischen Statistik, für schwingende
Systeme durch die Energiequantentheorie ersetzt werden muss, postulierte
Nernst nun, dass auch die Rotationsbewegungen der Moleküle
der Quantentheorie unterworfen seien; folglich sollte auch der Rotationsanteil
der spezifischen Wärme von Gasen mit abnehmender
Temperatur abfallen - in Analogie zum Abfall des Schwingungsanteils
der spezifischen Wärme einfacher Festkörper. Um dieses nachzuweisen,
ergänzte Eucken das Kalorimeter durch einen kleinen Metallkolben,
der mit dem Heiz- und Messdraht umwickelt war. Dieser Kolben
war im Vakuum an einer langen feinen Kapillare aufgehängt, durch die
er von außen mit dem zu untersuchenden Gas gefüllt werden konnte.
Für die ersten Messungen wählte Eucken Wasserstoff, weil dieser
von allen molekularen Gasen den niedrigsten Siedepunkt und das
kleinste Trägheitsmoment hat und somit bei diesem der erwartete Effekt
am ehesten zu beobachten sein sollte. Und tatsächlich, die erhaltenen
Daten entsprechen den qualitativen Erwartungen (Abb.1,
Messpunkte): schon bei Zimmertemperatur fällt der Rotationsanteil
der spezifischen Wärme vom Hochtemperaturwert R (Gaskonstante)
ab und sinkt schließlich bei 60 K auf den Wert Null, d.h. hier erreicht
die spezifische Wärme des Wasserstoffs exakt den Wert für einatomige
Gase 3/2 R, der durch die Translationsbewegung gegeben ist.
Zur korrekten Deutung erschien es Eucken zunächst am nächstliegenden,
die Energie des Rotators
Er = J (2 π ν) 2 / 2 (1)
(J Trägheitsmoment, ν Rotationsfrequenz) mit der Planck’schen
Energie
154
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Er = h ν/[exp(h ν/(k T)) – 1] (2)
gleichzusetzen, wobei er voraussetzte, dass die für ein Schwingungssystem
geltende Planck’sche Formel auch für die Energie des Rotators
gilt, und wobei er in Kauf nahm, dass die Rotationsfrequenz von
der Temperatur abhängt. Dieser Ansatz ist jedoch weit von der Realität
entfernt, denn – egal welcher Wert auch immer für das Trägheitsmoment
eingesetzt wird – er ergibt bereits am absoluten Nullpunkt
der Temperatur einen steilen Anstieg von Cv (Abb. 1, Kurve A).
Eine brauchbare Näherung mit dem angepassten Trägheitsmoment J
= 1,4 10 –41 g cm 2 erhielt Eucken (Abb.1, Kurve B) durch die um die
Nullpunktsenergie der Rotation (h ν) / 2 erweiterte Planck’sche Formel
nach A. Einstein und O. Stern, wodurch sich zumindest bei tiefen
Temperaturen eine annährend konstante Rotationsfrequenz ergibt.
Unter Vermeidung der Planck’schen Formel greift P. Ehrenfest auf die
ursprüngliche Aussage der Quantentheorie zurück, nach der die Energie
in Vielfachen der Größe hν geteilt auftritt. Er kommt dadurch zu
dem Ansatz (n = 1, 2, 3, ...)
Er = n 2 h 2 / (8 π 2 J). (3)
Nach den Methoden der statistischen Thermodynamik kann hieraus
der Rotationsanteil der spezifischen Wärme berechnet werden.
Bei tiefen Temperaturen können die experimentellen Werte wiederum
sehr gut angepasst werden mit dem Trägheitsmoment
J = 6,9 10 –41 g cm 2 ; aber bei höheren Temperaturen versagt dieser
Ansatz vollkommen, da die errechneten Werte nacheinander durch
ein Minimum und ein Maximum laufen, bevor der klassische Wert
Cv = R erreicht wird (Abb. 1, Kurve C).
Einen vollkommen anderen Weg ging M. Trautz, den Temperaturverlauf
der spezifischen Wärme des Wasserstoffs zu deuten. Er setzt
zwei verschiedene isomere Wasserstoff-Modifikationen voraus, eine
„Kältemodifikation“ mit Cv = 3/2 R und eine „Wärmemodifikation“
mit Cv = 5/2 R, die in einem mit der Temperatur verschiebbaren
Gleichgewicht zueinander stehen. Unter der Berücksichtigung der
Isomerisationswärme konnte Trautz die experimentellen Werte von
Eucken ebenfalls recht gut wiedergeben.
In der Diskussion dieser Theorien kam Eucken zu dem Schluss,
dass keine richtig sein könne, selbst wenn sie den Verlauf der experimentellen
Werte teilweise richtig wiederzugeben vermöchten, und
dass eine Klärung erst möglich sein würde, wenn das bisher angepasste
Trägheitsmoment des Wasserstoffmoleküls durch unabhängige
Messungen exakt bestimmt worden sei. – Wir sollten aber doch
ehrfurchtsvoll anerkennen, dass die angeführten damaligen Ideen vorausschauend
waren: die Nullpunktsenergie finden wir später in der
Lösung der Schrödingergleichung des harmonischen Oszillators, der
Ausdruck für die gequantelte Rotationsenergie des Rotators ergibt
sich ebenfalls zwanglos aus der Schrödingergleichung für den Rotator
mit raumfester Achse, und schließlich hat sich die Einführung der
zwei isomeren Formen des Wasserstoffs bewahrheitet: wir sprechen
heute von den zwei Modifikationen ortho- und para-Wasserstoff, den
beiden allotropen Formen des Wasserstoffs, deren Vorkommen
durch die Quantenmechanik vorausgesagt wurde.
Die Geschichte der Entdeckung der beiden Formen des Wasserstoffs
ist in diesem Magazin kürzlich beschrieben worden 4 , sie ist

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
verknüpft mit vorausgehenden Arbeiten der theoretischen Physiker
W. Heisenberg, F. Hund, W. Pauli, E. Schrödinger und F. London, deren
Ergebnisse hier nur nochmals kurz skizziert seien. Die Kernspins
der beiden Protonen mit der Quantenzahl 1 ⁄2 können sich zueinander
parallel oder antiparallel ausrichten. Bei Parallelstellung (ortho-System,
Gesamtkernspinquantenzahl 1, Triplett) werden nur die Rotationszustände
mit ungerader Rotationsquantenzahl besetzt, bei Antiparallelstellung
(para-System, Gesamtkernspinzahl 0, Singulett) nur
die mit gerader Rotationsquantenzahl. Da die beiden Systeme unterschiedlicher
Multiplizität nur langsam durch spontane Prozesse ineinander
übergehen können, folgt, dass Wasserstoff aus zwei Modifikationen
bestehen muss, die unterschiedliche spezifische Wärmen
haben und deren relative Konzentrationen von der Temperatur abhängen,
sofern sich das Gleichgewicht einstellt: unter 30 K liegt reiner para-Wasserstoff
vor, oberhalb 200 K ist entsprechend den Kernspinmultiplizitäten
die Konzentration des ortho-Wasserstoffs dreimal so
1
2
Bild: B: Eucken (1) im Kreis der Mitarbeiter auf dem Dach des Physikalisch-Chemischen Instituts
der Technischen Hochschule Breslau, 1930; R. Suhrmann (2).
groß wie die des para-Wasserstoffs. Die spezifische Wärme des Wasserstoffs
hängt damit vom Anteil der beiden Modifikationen ab.
Schließlich erzielte D. Dennison eine glänzende Übereinstimmung mit
den von Eucken 15 Jahre zuvor publizierten Werten (Abb. 1, stark ausgezogene
Kurve), wenn er in den Rechnungen den Beitrag der beiden
Komponenten zur spezifischen Wärme entsprechend ihren Kernspinmultiplizitäten
3 : 1 einsetzte, wenn er also vom eingefrorenen Hochtemperaturgleichgewicht
ausging; für das Trägheitsmoment setzte er
dabei den inzwischen aus spektroskopischen Messungen erhaltenen
Wert J = 3,95 10 –41 g cm 2 ein, der zwischen den beiden oben mitgeteilten,
den besten Anpassungen dienenden Werten liegt. F. London
machte 1928 nun den Vorschlag, Wasserstoff für genügend lange Zeit
bei tiefer Temperatur zu halten, wobei sich der o-H2 in p-H2 umwandeln
sollte, und diese Veränderung durch Messung der Wärmekapazität
nachzuweisen.
Eucken und Hiller hatten nun entsprechende Versuche eingeleitet,
sie hatten damit auch Erfolg; jedoch kamen ihnen K. F. Bonhoeffer
RÜCKBLICK
und P. Harteck zuvor, weil sie – wohl eher zufällig – entdeckt hatten,
dass die durch Aktivkohle katalytisch beschleunigte Gleichgewichtseinstellung
hundertfach schneller erfolgt als die spontane, und weil
sie anstelle der umständlichen Messung der spezifischen Wärme des
Wasserstoffs die der spezifischen Wärme proportionale Wärmeleitfähigkeit
zum viel einfacheren Nachweis des p-H2-Gehaltes ausgenutzt
hatten. Für Eucken muss das ein Schock gewesen sein 5 , hatte er
doch – wie er in einer Veröffentlichung ausdrücklich festgestellt hatte
– seine Versuche vor Bekanntgabe der Rechnungen von Dennison
begonnen, während Bonhoeffer erst durch die Veröffentlichung von
Dennison und die Ideen von London zu den Versuchen angeregt worden
war, und war er doch durch mehr als zehn veröffentlichte Arbeiten
schon lange mit Wärmeleitfähigkeitsmessungen vertraut. Aber
die Priorität wird Bonhoeffer und Harteck zugeschrieben, deren
Arbeiten im Februar bzw. Mai 1929 jeweils etwa zwei Wochen vor
den Arbeiten von Eucken und Hiller in den Naturwissenschaften und
in der Zeitschrift für physikalische Chemie
eingereicht worden waren. – Wem auch
immer die Priorität zusteht, mit der Entdeckung
der beiden Wasserstoffmodifikationen
ist endlich der von Eucken 1912
gefundene Temperaturverlauf der Rotationswärme
des Wasserstoffs erklärt.
Eucken hatte die umfangreichen Präzisionsuntersuchungen
über die spezifischen
Wärmen bei tiefen Temperaturen auf Anregung
von Nernst begonnen, der dadurch eine
allgemeine Bestätigung seines – mit genialem
Blick aus spärlichen experimentellen
Daten abgeleiteten – Wärmesatzes erhoffte:
in der von Planck gegebenen Formulierung
sagt das Nernst’sche Theorem aus, dass die
Entropie eines aus gleichartigen Molekülen
bestehenden festen Körpers am absoluten
Temperaturnullpunkt gleich Null ist; das impliziert,
dass auch dessen spezifische Wärme
mit abnehmender Temperatur gegen
Null konvergiert. Zunächst konnte Eucken
dies z.B. für feste Edelgase bestätigen. Aber
Verfeinerungen der Messungen, z.B. an festem Stickstoff oder Methan
zeigten, dass das Nernst’sche Theorem doch nicht exakt gültig
ist; Eucken erkannte aber auch, dass die Abweichungen durch die
Nichtidealität des Festkörpers, Fehlstellen und Besetzung von
Zwischengitterplätzen, bedingt sind. Nernst hatte das scharf unter die
Lupe nehmen seines Theorems durch Eucken nicht sehr geschätzt,
wodurch die Beziehungen der beiden zumindest zeitweilig etwas getrübt
waren.
4 U. Schindewolf, Bunsen-Magazin 6, 139 (2002).
5 Entsprechend äußert sich Eucken in einem Schreiben an die Notgemeinschaft
der Deutschen Wissenschaft: Die zahlreichen Zeitungsnotizen und
Artikel, die in letzter Zeit in der Presse über die Versuche Bonhoeffers veröffentlicht
wurden, sind großenteils unzutreffend, zumindest, was ihre Bedeutung
und die Verdienste Bonhoeffers anlangt, weit übertrieben. ...beruht
es wohl auf einem gewissen Zufall, dass gerade diese Arbeit einen derartig
ungewöhnlichen äußeren Erfolg gezeitigt hat.
155

RÜCKBLICK
VERFAHRENSTECHNISCHES WIRKEN
Ebenso wichtig wie sein wissenschaftliches Wirken ist Euckens
Wirken als Chemie-Ingenieur. Vielleicht hat er schon bei seinem Doktorvater
gelernt, dass die Übertragung wissenschaftlicher Kenntnisse
nutzbringend für die Technik ist. 6 Sicher aber hat die Atmosphäre der
Technischen Hochschule Breslau, an der er seit 1919 die physikalische
Chemie als Wissenschaftler vertrat, ihn in Kontakt mit den
Problemen der chemischen Technik gebracht.
Während in den USA die Verfahrenstechnik in den Ausbildungsgang
der Chemiker eingearbeitet war, spielte in Deutschland dieses
für die spätere industrielle Tätigkeit der Chemiker so wichtige Fach an
den Ausbildungsstätten nur eine untergeordnete Rolle – vielleicht, weil
sich Universitäten und Technische Hochschulen nicht miteinander sondern
nebeneinander, bisweilen sogar in Rivalität entwickelt hatten.
Eucken verstand es nun vortrefflich, eine Brücke zu schlagen zwischen
den wissenschaftlichen und technischen Chemikern, die sich in
Deutschland meist fremd und verständnislos gegenüberstanden.
Für das Dechema-Jahrbuch 1935 verfasste er eine programmatische
Übersicht über die „Forschung des chemischen Apparatewesens“,
die von der Untersuchung der physikalisch-chemischen Grundlagen
ausging und über die Eigenschaften der Werkstoffe und der zu
verarbeitenden Materialien sowie ihren Wechselwirkungen (Korrosion)
bis zur Entwicklung neuer Apparatebaustoffe, neuer Arbeitsverfahren
und neuer Mess- und Analysenmethoden führte. In einem Vortrag
auf der VDI-Jahrestagung 1937 erläuterte er nochmals die
Bedeutung physikalisch-chemischer Forschung für die Anwendung in
der Verfahrenstechnik und illustrierte es am Beispiel der thermischen
Methoden zur Auftrennung von Gasgemischen. – Weitere richtungsweisende
Beiträge über Wege und Ziele der Ausbildung von Verfahrensingenieuren
hat Eucken gemeinsam mit R. Plank (TH Karlsruhe) in
der neu gegründeten Zeitschrift „Beihefte Verfahrenstechnik“ veröffentlicht.
Durch Schüleraustausch verwirklichten die beiden ihre
Ideen, Chemieingenieure mit Schwerpunkt Maschinenbau und Ingenieurchemiker
(technische Chemiker) mit Schwerpunkt Chemie auszubilden.
Eucken betrieb energisch eine Zusammenarbeit zwischen dem
Verein Deutscher Ingenieure, der Deutschen Gesellschaft für Chemisches
Apparatewesen und der Gesellschaft Deutscher Chemiker, die
1935 zur Gründung der Arbeitsgemeinschaft für Verbrauchsgütertechnik,
später Fachausschuss für Verfahrenstechnik, führte, zu deren
Vorsitzenden er gewählt wurde. In dieser Funktion konnte er nun
maßgeblichen Einfluss auf die Entwicklung des Chemieingenieurwesens
und die Ausbildung der Chemieingenieure nehmen.
In einem Aufsatz über die Wärmepumpe drückt Eucken seine Sorge
über die in naher Zukunft erschöpften fossilen Energievorräte und
die damit verknüpften Energieprobleme aus. Er schneidet damit
schon 1940 Themen an, denen man damals zwar meist noch mit Optimismus
begegnete, die aber heute aktueller sind als je zuvor. Er hielt
6 Der Nernst-Stift hätte die Beleuchtungstechnik revolutioniert, wenn nicht
nahezu gleichzeitig Thomas Edinson die Glühbirne erfunden hätte. Das zugehörige
Patent konnte Nernst jedoch noch teuer an die Industrie verkaufen.
156
es durchaus für möglich, die bei der gerade entdeckten Kernspaltung
frei werdende Energie technisch auszunutzen, bezweifelte aber, dass
diese Energie ebenso billig und ebenso bequem sein würde wie die
Energie aus fossilen Energieträgern. Außer der Wasserkraft gab er
auch den Energien aus regenerativen Quellen, wie Wind, Sonne oder
Gezeitenströmungen, die zwar in erheblichen Mengen vorhanden
sind, keine große Chance, weil sie großen zeitlichen Schwankungen
unterworfen und auf so große Räume oder Flächen verteilt sind, dass
ihre Zusammenfassung auf nahezu unüberwindliche Schwierigkeiten
stoßen wird. Seine Schlussfolgerung: Ob es nicht im Sinne einer wirklichen
Zukunftsplanung läge, mit den uns jetzt in hochkonzentrierter
Form zur Verfügung stehenden Energieschätzen sparsamer umzugehen.
– Jetzt, mehr als sechs Dezennien später und nachdem gewaltige
finanzielle Beträge für die Entwicklung neuer Energieträger aufgewandt
worden sind, wissen wir immer noch nicht, was ökonomisch
und ökologisch sinnvoll ist; denn der Energiemarkt wird durch Energiesteuern
und Subventionen nach ideologischen Gesichtspunkten
gesteuert, entgegen Gedanken des Eucken-Bruders Walter über die
freie Marktwirtschaft.
Euckens direkter Beitrag zum Chemieingenieurwesen war im Vergleich
zu seinem zukunftsweisenden Wirken auf diesem Gebiet oder
im Vergleich zu seinen wissenschaftlichen Beiträgen eher gering.
Indirekt aber verdankt ihm die Verfahrenstechnik die Möglichkeit, Kontaktöfen
für Gasreaktionen zu berechnen, deren Auslegung von vielen
Parametern abhängt. Auf seine Anregung hin untersuchte G. Damköhler
den Einfluss der Geschwindigkeiten der Gasströmung, der
Diffusion und der Wärmeübertagung sowie der Reaktionswärme auf
den Ablauf von Gasreaktionen unter technischen Bedingungen. Die
Untersuchungen gipfelten in der Formulierung der sog. Damköhlerzahlen,
mit denen Damköhler den Ruf eines „Founders of Chemical
Reaction Engineering“ erworben hat. – Und in seinem gemeinsam mit
M. Jakob herausgegebenen zwölfbändigen Werk „Der Chemie-Ingenieur”
(s. nächstes Kapitel) hat er wesentlich dazu beigetragen, die
Verfahrenstechnik aus dem Zustand der Empirie in den Stand einer
Wissenschaft zu erheben, in der Chemiker, Physiker und Ingenieure
gemeinsam wirken.
DAS PUBLIZISTISCHE WERK
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Die Begabungen des Vaters, der 1908 den Nobelpreis für Literatur 7
erhalten hat, haben sich auf den Sohn übertragen. Eucken hat in der
physikalischen Chemie ein publizistisches Werk hinterlassen, das das
Werk unseres Altmeisters Wilhelm Ostwald weit übertrifft und das
wie dieses die Weiterentwicklung unseres Faches maßgeblich beeinflusst
hat. Die literarische Schaffenskraft Euckens können wir schon
aus der Anzahl der Buchrezensionen entnehmen: allein in der Zeitschrift
für Elektrochemie finden wir von 1926 bis 1949 zwanzig
Besprechungen der Werke, die Euckens Namen tragen, sei es als
Autor eigener Bücher, sei es als Herausgeber von Buchreihen, Handbüchern,
Fortschrittsberichten oder von Tabellenwerken. Auf diese
Rezensionen greifen wir im folgenden zurück.
Es begann mit der Herausgabe der Verhandlungen der ersten
Solvay Konferenz 1911 über „Die Theorie der Strahlung und der
Quanten“ (Verlag Chemie, Berlin 1914); zu dieser Konferenz, die
Nernst angeregt hatte, hatte der wohlhabende Industrielle Ernest Sol-

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
vay 8 nach Brüssel eingeladen. Unter den etwa 20 Gästen befanden
sich elf (meist spätere) Nobelpreisträger: Marie Curie, A. Einstein, H.
Kammerling-Onnes, H. A. Lorentz, W. Nernst, J. Perrin, M. Planck,
Lord Rayleigh, E. Rutherford, J. D. van der Waals und W. Wien; aber
auch die anderen, M. de Broglie 9 , M. Brioullin, F. Hasenöhrl, J. H.
Jeans, M. Knudsen, P. Langevin, H. Poincaré, H. Rubens, A. Sommerfeld
und E. Warburg waren wohl ebenso hervorragende Vertreter
der Physik, deren Namen uns noch alle in Erinnerung sind.
Dieses illustre Gremium rang um ein Verständnis der Quantentheorie.
Es ging um die wesentlichen Fragen: Liegt die Quantentheorie
innerhalb der bisher anerkannten Mechanik? Oder ist die bisherige
Mechanik umgekehrt ein Spezialfall einer allgemeineren Mechanik,
die durch die Quantentheorie ihren Ausdruck findet? Oder hebt sich
die Quantentheorie von der Mechanik durch das Vorkommen von Diskontinuitäten
qualitativ ab, liegt sie also außerhalb der Mechanik?
Wie der Vorsitzende Lorentz bemerkte, können wir uns nicht auf
Abstimmungen einlassen und unser Urteil auf Grund einer Stimmenmehrheit
abfassen. Und so musste Eucken bei der Herausgabe der
Abhandlungen feststellen, dass die Quantentheorie auch heute noch
... ein ungelöstes Rätsel darstellt. Und später: Es kann keinem Zweifel
mehr unterliegen, dass die Planck’sche Formel zur Darstellung des
Energieinhaltes fester Körper durchaus verwendbar ist. Hatten doch
schon bei der Konferenz Einstein und Nernst zeigen können, dass die
Temperaturabhängigkeit der Wärmekapazität einfacher Festkörper, in
denen nur die monochromatische Schwingungsbewegung der
Kristallbausteine zum Energieinhalt beitragen, mit der Planck’schen
Formel recht gut abgeleitet werden kann. Eine noch bessere Übereinstimmung
mit dem Experiment erzielte im gleichen Jahr Peter
Debye, der anstelle der monochromatischen Schwingungen ein Frequenzspektrum
zugrundelegte, das ähnlich wie das Frequenzspektrum
des schwarzen Strahlers berechnet werden kann. Diese
Ideen führten zum sog. T 3 -Gesetz (Cv ~ T 3 ), das Eucken z.B. an Flussspat
(CaF2), Pyrit (FeS2) und metallischem Blei erstmals experimentell
bestätigen konnte.
7 Jetzt klingt es zwar wie eine Posse, aber die Verleihung des Literaturnobelpreises
1908 hat damals für einige Verwirrung gesorgt. Denn der Naturphilosoph
und Evolutionsbiologe Ernst Haeckel hatte fest damit gerechnet und
es auch verbreitet, dass er den Preis erhalten würde. Die ausländische
Presse berichtete bereits davon, die ersten Glückwünsche gingen ein, und
das Fest war schon vorbereitet. Aber dann wurde es offiziell, nicht Haeckel
sonder der ebenfalls in Jena wirkende Philosophieprofessor Rudolf Eucken
erhielt den Nobelpreis. Haeckel äußerte sich später brieflich dazu: ... Wie
mein prinzipieller Antipode Eucken dazu kommen sollte, ist den hiesigen
Kollegen rätselhaft ... er ist ein guter Redner und frommer Kantianer ... hat
auch ‚schöne Bücher’ über ‚höhere Ziele’ etc geschrieben, aber nicht eine
einzige originale Arbeit von Wert geleistet. – Aber auch Eucken war zunächst
nicht erste Wahl des Nobelpreiskomitees. Für die Nominierung im
Jahr 1908 lagen letztlich 16 Vorschläge vor. Die Meinung schwankte zwischen
Selma Lagerlöf und Algernon Charles Swinburne. Da keines der beiden
Unterstützerlager sich durchsetzen konnte, wurde nach einem Ausweg
gesucht. Den fand man in Rudolf Eucken. Er war zwar kein Literat, aber wenigstens
wie testamentarisch von Alfred Nobel verfügt, ein publizistisch
umtriebiger Idealist. (Uwe Hoßfeld, Rosemarie Nöthlich, Lennart Olsson,
Nature 424, 876 (2003) ; www.uni-protokolle.de/nachrichten/id/21552/).
RÜCKBLICK
Eucken konnte aber in den Verhandlungen keine Deutung für den
von ihm kurz vorher gemessenen Temperaturverlauf des Rotationsanteils
der spezifischen Wärme des Wasserstoffs finden, den er im
Anhang zu den Verhandlungen ausführlich diskutiert hat und der erst
durch die Entdeckung der zwei Modifikationen des Wasserstoffs (ortho-
und para-Wasserstoff) seine Erklärung fand (siehe oben).
Die Herausgabe der Verhandlungen und die Abfassung des 35-seitigen
Anhangs sind ein zeitloses Verdienst Euckens, das man noch
heute beim Durchblättern voll zu würdigen weiß, durchlebt man dabei
doch noch immer das Ringen der damaligen Koryphäen der Physik um
das Verständnis und die Anwendung der jungen Quantentheorie.
Um den Anorganikern die experimentellen Fertigkeiten der Physikochemiker
nahezubringen, verfasste Eucken 1913 für das Handbuch
der Arbeitsmethoden in der Anorganischen Chemie eine Serie
von Artikeln über die Bestimmung der Dichte und des
Molekulargewichtes von Gasen und Dämpfen, des osmotischen
Druckes, der Wärmeleitung, der Viskosität, der Geschwindigkeit der
Diffusion, der spezifischen Wärme und der Geschwindigkeit chemischer
Reaktionen. Also schon sehr frühzeitig hat sich Eucken bemüht,
auf Nachbardisziplinen befruchtend einzuwirken.
Das erste große Werk Euckens war der Grundriss der Physikalischen
Chemie, der 1922 erstmals erschien und der – wie im Vorwort
zur 1. Auflage formuliert – dem Hauptziel dienen sollte, den Lernenden
über den Rahmen der Vorlesungen über Experimentalphysik hinaus in
die wichtigsten Betrachtungsweisen und Ergebnisse derjenigen
Zweige der heutigen Physik einzuführen, die zur Chemie in naher Beziehung
stehen. In den ersten Auflagen ist der Grundriss aufgeteilt in
die Physikalische Wärmelehre (Thermodynamik und ihre Anwendung
auf Zustandseigenschaften einschließlich der Phasenlehre und damit
zusammenhängender Entwicklungen der Molekularkinetik), die Chemische
Wärmelehre einschließlich der Elektrochemie (Grundgesetze
homogener und heterogener Gleichgewichte, die Thermodynamik
chemischer Gleichgewichte und chemische Reaktionsgeschwindigkeiten)
und den Aufbau der Materie (Quantentheorie, Strahlung,
Aufbau von Atomen und Molekeln, Kristallgittertheorie und
Radioaktivität). Allem vorausgestellt ist auf 35 Druckseiten eine
Mathematisch-physikalische Einführung, in der anhand einfacher
8 1838 – 1922; Solvay hatte sein Vermögen mit dem nach ihm benannten
Verfahren zur Herstellung von Soda aus Kochsalz, Ammoniak und Kohlendioxid
erworben. – Die Einladung zur Konferenz erfolgte nicht ganz selbstlos,
denn Solvay versuchte bei der Eröffnungsansprache seine wohl etwas
konfusen Ideen über Schwerkraft und Materie bekanntzumachen, die zur
genauen und daher definitiven Kenntnis der Endelemente des aktiven Universums
führen wird. Seine grundlegende Annahme: ... Es gibt einen direkten
und einen inversen Aether, die beide atomistisch sind und unveränderlich
würfelförmige Struktur besitzen, ferner eine trennende materielle
Oberfläche, die durch die Flächen der abwechselnd positiven und negativen
Atome gebildet wird. Die versammelten Wissenschaftler scheinen in vornehmer
Zurückhaltung eine Diskussion der Solvayschen Gedanken vermieden
zu haben; denn in der Schlussansprache bedauerte Solvay, ... dass trotz
schöner Ergebnisse der Kongress die eigentlichen Probleme nicht gelöst
hat und keinen gangbaren Weg eröffnet hat zur exakten Bestimmung der
einfachsten Grundelemente, die man als die eigentlichen Bausteine des
aktiven Universums anzusehen hat.
9 Bruder des Nobelpreisträgers Louis de Broglie.
157

RÜCKBLICK
physikalischer Beispiele der Begriff der mathematischen Funktion erläutert
wird, die Bestimmung des Differentialquotienten und daraus
die von Extremwerten und Wendepunkten und schließlich die Integration.
Der Grundriss wird in einer der Besprechungen als erster möglichst
weitgehender Versuch einer modernen Darstellung der physikalischen
Chemie gefeiert, wobei aber gleichzeitig die Skepsis geäußert
wird, ob er sich für den Gebrauch der Studierenden als geeignet
erweisen wird. Die Skepsis bezieht sich wohl hauptsächlich auf die
Notwendigkeit, dass sich der Student zum Verständnis der physikalischen
Chemie das mathematische Rüstzeug erwerben muss. Dieses
zu gewinnen ist für den Studierenden doch auch an sich schon eine
nicht ganz geringe Aufgabe, und sie zum Allgemeingut der Chemiestudenten
zu machen – daran ist ohne völlige Umänderung unseres
doch im ganzen bewährten Unterrichts nicht zu denken – so Bodenstein
in seiner Besprechung der zweiten Auflage des Grundrisses.
Das klingt so, als hätten die deutschen Studenten schon damals
am unteren Ende der „PISA-Rangliste“ gestanden. – Jedoch, der
Grundriss hat bis 1959 insgesamt 10 Auflagen erlebt (bei der Bearbeitung
der letzten beiden hat Euckens Schüler E. Wicke mitgewirkt), hat
seinen Umfang dabei von 490 auf 750 Seiten vermehrt und hat unter
dem Titel Fundamentals of Physical Chemistry auch in den englischen
Sprachraum Eingang gefunden. Das belegt, dass Eucken mit
der Abfassung des Grundrisses ein Standardwerk geschaffen hat. Es
hat viele Studentengenerationen begleitet, weil es den Bedürfnissen
des physikalisch-chemischen Unterrichts voll Rechnung getragen hat.
Aber der Grundriss war kein Lesebuch, man musste ihn studieren.
Wer eine leichtere Darstellung suchte, dürfte auf das 1926 erschienene
Lehrbuch der physikalischen Chemie in elementarer Darstellung
von J. Eggert zurückgegriffen haben, das in den Besprechungen als
wahres Kunstwerk gepriesen wird.
158
3
2
4
1
Bild: C: Eucken (1) im Kreis der Mitarbeiter vor dem Institut für Physikalische Chemie der Universität
Göttingen, 1934; E. Bartholomé (2), K. Clusius (3), L. Riedel (4), H. Sachsse (5).
5
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Cl. Pouillet hatte mit den Eléments de Physique et de Météorologie,
das 1827 erschien, ein Jahrhundertwerk geschaffen; es wurde
1842 von J. H. J. Müller unter dem Titel Lehrbuch der Physik und
Meteorologie ins Deutsche übertragen und ist bis 1915 in zehn Auflagen
erschienen. Eucken hat nun zusammen mit O. Lummer und E.
Waetzmann 1926 die gigantische Aufgabe übernommen, die 11. Auflage
herauszubringen, die in fünf Bände unterteilt ist (I. Mechanik und
Akustik; II Optik; III Wärmelehre; IV Elektrizität und Magnetismus; V
Physik der Erde und des Kosmos).
Im Vorwort schreiben die Herausgeber, dass die Tendenz eines populären
Lehrbuches beibehalten werden solle, das ganze aber auf eine
höhere Stufe zu heben sei mit dem Ziel, nicht nur dem Studierenden
ein brauchbares Lehrbuch in die Hand zu geben, sondern auch
alles zu bringen, was ein Dozent für die Experimentalvorlesung oder
ein Forscher zur ersten Orientierung über ihm noch fremde Teilgebiete
der Physik brauche. Das ist wahrhaftig ein ehrgeiziger Plan, dessen
Ausführung zu einem Werk mit mehr als 8000 Druckseiten führte.
Der erste Teil des 3. Bandes (1926) Physikalische, chemische
und technische Thermodynamik mit knapp 1200 Seiten stammt zu
zwei Dritteln aus Euckens Feder: Experimentelle Methoden, Die
Grundgesetze der Wärmelehre, dann Homogene sowie Heterogene
Einkomponentensysteme und Homogene sowie Heterogene Mehrkomponentensysteme.
An dem letzten Drittel, das hauptsächlich wärmetechnischen
Vorgängen (Wärmekraftmaschinen und Wärmearbeitsmaschinen)
gewidmet ist, sind sieben weitere Autoren beteiligt.
– In einer Besprechung wird auch dieses Werk Euckens hochgelobt
als eine Neuschöpfung, die mit einer bewunderungswürdigen Klarheit
und Systematik, einer nirgends ermüdenden oder kompromissbereitenden
Zielsicherheit, Gleichmäßigkeit und Einheitlichkeit und vor allem
mit einer profunden Beherrschung aller Teile der behandelten Materie
entstanden ist. M. Wien, auf den der Ausspruch ... Ich freue mich
zu sehen, wie die Chemie immer mehr Physik wird ... zurückgeht, antwortet
der Referent ... Wir freuen uns
zu sehen, wie weitgehend chemische
Fragen in das Lehrgebäude der Physik
Eingang gefunden haben – und hoffen,
dass dies nicht allein auf die Wärmelehre
beschränkt bleibt.
Eine andere Rezension in der Angewandten
Chemie aber hat Eucken
tief getroffen. Der Rezensent hielt das
Werk für zu umfangreich und schreibt
... könnte zweifellos am ehesten
Raum gespart werden bei der Behandlung
von Überlegungen und Vorrichtungen,
die seit Jahren oder Jahrzehnten
schon zum Stoff der
Mittelschulen gehören oder zu Gegenständen
des täglichen Gebrauchs geworden
sind. ... So wird die Frage der
Weiterentwicklung (dieses Werkes) in
höchstem Maße gleichbedeutend mit
dem Rufe nach dem rücksichtslos
durchgreifenden führenden Redakteur.
In einem Brief an den Herausge-

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
ber der Angewandten Chemie schrieb Eucken, dass der letzte Satz
der Rezension eine Unverschämtheit darstelle, die er nicht hinnehmen
könne, ... es sei denn, dass Sie den Wunsch haben, dass die bisherigen
erfreulichen Beziehungen zur Zeitschrift für Angewandte Chemie
und zu Ihnen persönlich, als beendet angesehen werden. Eucken
erwartete von der Angewandten Chemie eine Ergänzung der Besprechung
in dem Sinne, dass seitens der Schriftleitung und des Rezensenten
eine abfällige Kritik des Herausgebers nicht beabsichtigt war
und der letzte Satz nur als Anregung für die Bearbeitung der nächsten
Auflage dienen sollte, die wohl frühestens in 20 Jahren in Angriff genommen
werden würde. Diese Ergänzung ist allerdings niemals erschienen.
10
Zum guten physikalisch-chemischen Unterricht gehört ein gutes
physikalisch-chemisches Praktikum, in dem die Kunst des physikalisch-chemischen
Experiments vermittelt und durch Ausführung eigner
Versuche und ihrer theoretischen Durcharbeitung die im Unterricht
erworbenen Erkenntnisse vertieft werden. Da Eucken die bis
dahin vorliegenden Praktikumsanleitungen dafür für ungeeignet hielt,
hat er zusammen mit R. Suhrmann 1928 die Physikalisch-Chemischen
Praktikumsaufgaben herausgebracht. Diese Aufgabensammlung,
die im Laufe der Jahre aus den Erfahrungen des Breslauer Praktikums
entstand und etwa 100 zuverlässig beschriebene Versuche
umfasste, ist in drei Hauptabschnitte gegliedert: Grundlegende physikalische
Messmethoden (aus der Mechanik, Optik, Wärmelehre und
Elektrizität), Physikalisch-chemische Analyse (mechanische, optische
thermische und elektrische Methoden) und Bestimmung physikalisch-chemischer
Konstanten (Konstanten aus der Thermodynamik,
der Reaktionsgeschwindigkeit, der Elektrolyse, der Grenzflächenerscheinungen
und der Konstitution der Materie). Als Anhang werden
noch etwa 20 Aufgaben vorgeschlagen, die der Praktikant nur anhand
von Literaturangaben ohne detaillierte Anleitung selbständig durchführen
soll.
Diese Praktikumsanleitung ist ebenso wie Euckens Grundriss ein
Klassiker geworden, der in knapp vier Jahrzehnten mehrfach verbessert
und erweitert worden ist, ein Klassiker für den Physikochemiker,
wie der Gattermann für den Organiker, der sogar noch langlebiger
war.
Zurück zum Grundriss. Da sich in den letzten fünf Jahren seit Erscheinen
der 2. Auflage des Grundrisses … unsere Wissenschaft
noch weiter in Richtung auf die reine Physik entwickelt hat, ... ist es
natürlich, dass die physikalischen Gedankengänge noch stärker betont
werden mussten. Und so führte Eucken 1930 das Lehrbuch der
Chemischen Physik ein, das den Untertitel zugleich dritte Auflage
des Grundrisses für physikalische Chemie trug und das er Herrn Geheimrat
Professor Dr. Fritz Haber zur Feier seines 60. Geburtstages in
Verehrung und Dankbarkeit gewidmet hat.
Das Lehrbuch folgt in seiner ersten Auflage dem Konzept des
Grundrisses, es ist aufgeteilt in die (physikalische und chemische)
Wärmelehre und den Aufbau der Materie. Es hat aber etwas mehr als
den doppelten Umfang. Die Umfangvermehrung ergab sich einerseits
durch die etwas breitere Darstellung, die dem besseren Verständnis
dienen sollte, andererseits durch Aufnahme der wichtigsten Forschungsergebnisse
der vorausgehenden Jahre auf dem Gebiete des
Atom- und Molekülaufbaus.
RÜCKBLICK
Prompt wird in einer Besprechung die neue Bezeichnung Chemische
Physik scharf kritisiert, sie erwecke die Vorstellung eines verlorenen
Außenpostens, als würde die Chemie in die Physik hineinrutschen
oder von der Physik aufgesogen. Umgekehrt, selbst die Lehre
der Energiequanten (die – wie im ersten Solvay-Kongress offenbar
wurde – eine Domäne der Physik war) werde von der Chemie aufgesogen.
Zwar waren die Väter der alten physikalischen Chemie, z.B.
Helmholtz oder Gibbs, Physiker, aber die auf sie folgten waren oder
wurden immer mehr Chemiker. Und so werde es auch mit der Chemischen
Physik gehen. 11 Zum Abschluss seiner Besprechung ist der
Kritiker sehr viel milder gestimmt: dem Leser wird in allen aktuellen
Fragen eindringliche und aufklärende Unterweisung zuteil; der Verfasser
kann des Dankes aller Leser gewiss sein, unzweifelhaft darf ihm
das Verdienst zugesprochen werden, dem deutschen wissenschaftlichen
Schrifttum in der vorliegenden Disziplin erneut den Vorantritt
gesichert zu haben.
In der 2. Auflage ist das vollständig neu bearbeitete Lehrbuch auf
über 2200 Seiten angeschwollen, die in drei Teilen erschienen und an
deren Bearbeitung andere Fachgenossen mitgewirkt haben. Der 1.
Band (1938, unter Mitarbeit von E. Bartholomé, G. Joos, K. Schäfer
und F. Sauter) behandelt die Korpuskularen Bausteine der Materie;
der in zwei Teile aufgespaltene 2. Band (1943 bzw. 1944, unter Mitwirkung
von K. Schäfer) die Makrozustände der Materie mit den allgemeinen
Grundlagen und Gasen (1. Teil) und den kondensierten Phasen
und heterogenen Systemen (2. Teil). Der 1. Band – so Eucken im
Vorwort – sollte eine ins Einzelne gehende Darstellung der chemischen
Physik bieten, der 2. Band war als Einführung in die physikalische
Chemie gedacht.
In einer Rezension lobt P. Harteck das Werk als das einzige abgerundete
Lehrbuch, das in gleicher Weise der Theorie und dem Experiment
gerecht werde, und das eine der wichtigsten und glücklichsten
Neuerscheinungen auf dem Gebiet der exakten Naturwissenschaften
darstelle. – Da die Bestände der 2. Auflage während des Krieges weit-
10 Eucken hat wohl deshalb so empfindlich reagiert, weil er kurz zuvor wegen
einer von ihm nicht öffentlich geäußerten Kritik, die aber weiten Kreisen zugänglich
gemacht worden war, vor ein Ehrengericht des Vereins deutscher
Chemiker gestellt worden war. Eucken hatte den Bezug der Zeitschrift für
Physik abbestellt, speziell wegen eines Artikels „Über den osmotischen
Druck ...“, aber auch wegen anderer Artikel, die er als wertlosen Ballast
empfinde. Die Abbestellung könne er nur rückgängig machen, wenn der
Verlag einen Wechsel in der Person des Herausgebers der Zeitschrift plane.
Der Spruch des Ehrengerichtes lautete, dass Eucken die Herabsetzung des
wissenschaftlichen Ansehens des Autors mit einem Ausdruck des Bedauerns
zurückzunehmen habe. Eucken folgte diesem Spruch und stellte
zusätzlich fest, dass ich im Gegenteil den Autor als wissenschaftliche
Gesamtpersönlichkeit durchaus hoch schätze, wenn ich auch in einzelnen
Fragen anderer Ansicht bin wie er.
11 Wie unrecht diese Kritik war, ergibt sich z.B. daraus, dass nur drei Jahre,
nachdem Eucken den Begriff Chemische Physik geprägt hatte, das Journal
of Chemical Physics unter dem Chefherausgeber H. C. Urey, dem Nobelpreisträger
für Chemie, gegründet wurde, das jetzt eine Regalbreite von 12
laufenden Metern einnimmt. Dieses Journal, so schreibt Urey im Editorial
des ersten Heftes, sei das natürliche Ergebnis der Entwicklung der Chemie
und Physik, deren Grenzen vollständig überbrückt seien. Immer mehr Physiker
arbeiteten auf dem traditionellen Gebiet der Chemie und umgekehrt.
159

RÜCKBLICK
gehend zerstört worden waren, wurde das Lehrbuch in dritter, nahezu
unveränderter Auflage 1949 erneut auf den Markt gebracht.
Die Wärmelehre hat Eucken zeitlebens besonders am Herzen gelegen,
und 1929 folgte darüber wieder ein bombastisches Werk,
Energie- und Wärmeinhalt, das als Band 8,1 des Handbuches der
Experimentalphysik von W. Wien und F. Harms im Zeitraum von 1926
bis 1934 herausgegeben wurde. Dies ist nun sicherlich kein Lehrbuch
für den Studierenden sondern eine Monographie für den Praktiker.
Nur auf den ersten 30 Seiten werden die kalorischen Grundbegriffe
und deren thermodynamischen Zusammenhänge abgehandelt. Dann
folgen im speziellen Teil getrennt für homogene reine Festkörper,
Flüssigkeiten und Gase die experimentellen Methoden zur Bestimmung
der spezifischen Wärme in Abhängigkeit von Druck und Temperatur
und deren empirische und theoretische Ergebnisse. Abschließend
werden entsprechende Methoden und Ergebnisse der
Wärmemessungen an zweiphasigen Einkomponentensystemen und
an einphasigen Mehrkomponentensystemen beschrieben. In mehr
als hundert detaillierten Zeichnungen mit präziser Beschreibung erhält
der Experimentierende Anregungen für den Aufbau von Kalorimetern
der verschiedensten Art, wobei auch scheinbar unbedeutende experimentelle
Kunstgriffe mit angegeben sind, von denen der ganze Erfolg
der Arbeit auf diesem Gebiet abhängt. Man wird Eucken großen Dank
wissen für dieses Werk beschließt E. Lange seine Rezension.
Eucken und K. L. Wolf glaubten, … ein allgemeines Bedürfnis nach
Darstellungen festgestellt zu haben, in welchen unser Wissen über
die Struktur der Materie umfassend behandelt wird, um eine Verbindung
zwischen das gleiche oder ein ähnliches Ziel verfolgenden Einzeldisziplinen
herzustellen. So begründeten sie 1933 das Hand- und
Jahrbuch der Chemischen Physik, das bis 1943 in neun Hauptbänden
erschien. Es sollte sich beschränken auf solche ... Erscheinungen,
die zum Verständnis und zur Behandlung chemischer Probleme von
Bedeutung sind. Da aber die Grundlagen der Chemie mehr und mehr
der exakten physikalischen Behandlung zugänglich sind, soll das Werk
eher einen physikalischen als chemischen Charakter tragen, es soll
aber letztlich einer engeren Verbindung von Chemie und Physik dienen.
Das Gesamtwerk wurde dreifach unterteilt: I) Allgemeine Theorien
des Aufbaus der Materie (statistische Mechanik und Wellenmechanik).
II) Phänomene zur Kenntnis der Eigenschaften elementarer
Bausteine (experimentelle Methoden und empirische Ergebnisse, aus
denen die Eigenschaften und der Aufbau der Materie hergeleitet werden
können). III) Systematik der Eigenschaften der Bausteine der Materie
(Vergleich der in Teil II erhaltenen empirischen Ergebnisse mit
den Theorien aus Teil I).
Die Herausgeber konnten nahezu 30 Autoren zur Mitarbeit 12 bewegen,
die von A bis Z, von Atomspektren bis zum Zeeman-Effekt,
die Teile der Physik behandeln, die ein physikalischer Chemiker für
das tiefere Verständnis der chemischen Physik braucht. – Das Hand-
12 Als Mitarbeiter wird auch E. Teller genannt, der damals bei Eucken arbeitete
und später als „Vater der Wasserstoffbombe“ allgemein bekannt wurde.
Uns ist er aber eher in positiver Erinnerung durch den Jahn-Teller-Effekt und
den Renner-Teller-Effekt in der Spektroskopie, durch die Brunauer-Emmet-
Teller-Methode zur Oberflächenbestimmung und durch die Teller-Redlich-
Produkt-Regel zur Berechnung von Isotopengleichgewichten.
160
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
und Jahrbuch scheint nicht so erfolgreich gewesen zu sein, wie
Eucken es bei seinen anderen bisherigen Werken gewohnt war, denn
die ausgedrückte Hoffnung auf den Bedarf von Ergänzungsbänden hat
sich nicht voll erfüllt.
Für Eucken war die Physik der Vater aller Dinge, nicht nur der Chemie
sondern auch der chemischen industriellen Praxis, da alles Geschehen
im chemischen Betrieb physikalisch fundiert ist. So wie der
Maschinenbauer und der Elektrotechniker eine Vertiefung der Kenntnisse
in physikalischer Richtung benötige, so dürfe sich auch der Chemiker
in der Industrie nicht damit begnügen, seine chemischen Reaktionen
zu beherrschen und das weitere der rohen Empirie zu
überlassen; er müsse vielmehr auch verstehen, nach welchen physikalischen
Prinzipien die Reaktionen am besten einzuleiten und durchzuführen
sind, und mit welchen physikalischen Mitteln die Vorgänge
im Betrieb zu kontrollieren und zu regulieren sind. Dieser Erkenntnis
folgend, hat Eucken gemeinsam mit M. Jakob 1933 ein neues großes
Werk geschaffen, den Chemie-Ingenieur, mit dem Untertitel Ein
Handbuch der physikalischen Arbeitsmethoden in chemischen und
verwandten Industriebetrieben. In Band 1 mit vier Teilbänden werden
die Physikalischen Arbeitsprozesse des Betriebes beschrieben, die
Materialbewegungen, Energieübertragung, Materialzerlegung und
Materialvereinigung beinhalten. Band 2 mit ebenfalls vier Teilbänden
enthält die Physikalische Kontrolle und Regulierung des Betriebes mit
Kontroll- und Regulierungseinrichtungen, Mengenmessungen, Messung
von Zustandsgrößen und physikalisch-chemische Analyse.
Die gute Aufnahme der ursprünglich geplanten zwei Bände und
der Wunsch zahlreicher Fachgenossen veranlassten Eucken 1937, zur
Ergänzung und Abrundung noch einen 3. Band Chemische Operationen
mit fünf Teilbänden hinzuzufügen, in dem die chemischen Teilverfahren
der verschiedenen allgemeinen Produktionsprozesse beschrieben
werden. Hier geht es darum die Brücke zu schlagen
zwischen den theoretischen, physikalisch-chemischen Grundlagen
der chemischen Prozesse und ihrer praktischen Durchführung.
Dieser Brückenschlag schließt ein die Übertragung eines im Labor
erprobten Prozesses in den industriellen Maßstab, deren Schwierigkeiten
immer wieder unterschätzt werden, und Kostengesichtspunkte,
deren Berücksichtigung der Chemiker in der Hochschule nicht
gelernt hat. Die Untertitel der Teilbände sind: Physikalisch-chemische
und Wirtschaftliche Gesichtspunkte für die Durchführung chemischer
Operationen; Apparative Durchführung chemischer Operationen;
Operationen bei normalem Druck und normaler Temperatur;
Hochdruck-Operationen und schließlich Hochtemperatur-Operationen.
An diesem gewaltigen Werk mit knapp 5000 Seiten haben etwa 50
Fachgenossen aus den Hochschulen und der Industrie mitgewirkt. Es
hat sich gelohnt, denn die Besprechungen sind enthusiastisch: … der
besondere Wert der Darstellung beruht darauf, dass die Verfasser auf
Grund ausgedehnter Erfahrungen und eigener Forschungsarbeiten
das Gebiet vollkommen beherrschen .... eine wertvolle Bereicherung
der Fachliteratur oder eine der erfreulichsten Neuerscheinungen der
letzten Jahre … oder … das Werk ist ein nicht mehr zu entbehrender
Ratgeber geworden ... dem Werk kommt besondere Bedeutung für
die Weiterentwicklung der chemischen Technologie zu. ... es hat die
Grundlagen geschaffen, auf der künftige Arbeiten sich aufbauen
können.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
2
1
8
7
Bild D: Eucken (1) im Kreis der Mitarbeiter vor dem Institut für Physikalische
Chemie der Universität Göttingen, 1937; E. Bartholomé
(2), G. Damköhler (3), W. Fresenius (4), L. Küchler (5), K. Schäfer (6),
Euckens Vorgänger G. Tammann (7), E. Wicke (8).
Das nächste große Werk Euckens war die Herausgabe des Klassikers
Landolt-Börnstein – Zahlenwerte aus Physik, Chemie, Astronomie
und Technik. Kurz nachdem der letzte Band der 5. Auflage
1936 erschienen war, begann Eucken die Planung der 6. Auflage.
1938 liefen die ersten Manuskripte der Fachautoren ein. Aber der Beginn
des Krieges verzögerte die Drucklegung, und 1944 wurde der bis
dahin vorliegende Satz von etwa 100 Druckbögen durch Bombeneinwirkung
zerstört. Nach Kriegsende mussten die Manuskripte nochmals
überarbeitet werden, um der neuesten Entwicklung der Forschung
Rechnung zu tragen, sodass der 1. Teilband von Band I Atomund
Molekularphysik mit dem Untertitel Atome und Ionen schließlich
1950 erscheinen konnte. Die weiteren Teilbände Molekeln sowie Kristalle
erschienen 1951 bzw. 1955, also nach Euckens Tod; er wird
aber noch immer als Herausgeber des 1. Bandes aufgeführt, da wohl
die gesamte einleitende Arbeit dieses 2700 Druckseiten umfassenden
Werkes von ihm geleistet worden ist. – Aber auch in den weiter
bis 1974 folgenden Bänden (Bd. II Makrophysik und Chemie; Bd. III
Astronomie und Geophysik; Bd. IV Technik) wird Euckens vorausschauender
Planung durch Nennung seines Namens auf dem Titelblatt
noch immer gedacht. Eucken hatte die immense Arbeit begonnen in
seiner Überzeugung, dass ebenso wichtig wie die Forschung selbst
auch die systematische Ordnung und Darstellung ihrer Ergebnisse ist
und man die damit verbundene Mühe nicht scheuen darf. Und niemand
zweifelte daran, ... dass das große Werk auch durch ihn vollendet
werden würde ... (aus dem Vorwort in einem späteren Bande).
4
5
3
6
Schließlich müssen wir noch erwähnen, dass Eucken die Fortschritte
der Chemie, Physik und physikalischen Chemie von 1924
bis 1932 herausgegeben hat, in denen der fortschreitenden Spezialisierung
der einzelnen Fächer entgegengewirkt und dem Bedürfnis
engerer Fühlungnahme zwischen chemischer und physikalischer Forschung
entsprochen werden sollte. – Und als Letztes hat er von 1946
bis 1950 als Herausgeber des Organs der Kaiser Wilhelm-Gesellschaft
bzw. der Max-Planck-Gesellschaft Die Naturwissenschaften gewirkt,
das der Veröffentlichung von Originalaufsätzen aus dem weiten
Bereich der naturwissenschaftlichen Forschung dient.
Wie wir sehen, hat Eucken ein mächtiges literarisches Werk geschaffen,
das nicht tausende, sondern zehntausende Seiten umfasst.
Und es ist sicher anzunehmen, dass er bei der Herausgabe der Sammelwerke
wirklich aktiv mitgewirkt hat, dass er – wie in seinen
eigenen Veröffentlichungen – Wert auf größte Präzision legte und
dass er den zu behandelnden Stoff mit den Mitarbeitern ausführlich
diskutiert hat. Er hatte intime Kenntnis von dem, was unter seinem
Namen erschien. 13
EIN GEFRAGTER MANN
RÜCKBLICK
Das umfassende Werk als Wissenschaftler, als Chemie-Ingenieur,
als Autor und Herausgeber machte Eucken zu einer herausragenden
Persönlichkeit, deren Rat in den verschiedensten Gremien erbeten
und befolgt wurde. Er war Vorstandsmitglied und Beirat der Gesellschaft
Deutscher Chemiker und des Vereins deutscher Ingenieure sowie
der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaften (jetzt Deutsche
Forschungsgemeinschaft), er war erster Vorsitzender des
Fachausschusses für Verfahrenstechnik, zu dessen Gründungsausschuss
er gehörte, und er war Vorsitzender der Deutschen Bunsengesellschaft.
In all diesen Posten hat er äußerlich erkennbar zum Wohl
der angegebenen Organisationen gewirkt, auch wenn er in einzelnen
Fällen nicht die Zustimmung aller Kollegen erhielt. So beklagt sich ein
Ausschussmitglied nach einer Sitzung des Ausschusses für Verbrauchsgütertechnik
im Dezember 1935 über Euckens Verhandlungsführung
und schließt sein Beschwerdeschreiben mit den Worten ...
nur die Rücksicht auf die einfachste Pflicht kameradschaftlicher Zusammenarbeit
haben es mir verboten, Ihnen in der Form zu antworten,
die Ihr Verhalten verdient hätte. Heil Hitler!
Aber er hatte auch einen äußerlich nicht erkennbaren Einfluss, gewissermaßen
als graue Eminenz, bei Personalfragen bei der Besetzung
von Stellen an den Hochschulen und in der Industrie. Gefälligkeitsgutachten
hat er nie abgegeben, ein Ordner mit unzähligen
Beispielen, der im Bunsenarchiv aufbewahrt wird, legt hiervon Zeugnis
ab. Diese Gutachten spiegeln Euckens Bemühen um Objektivität
und Aufrichtigkeit wider, auch wenn es sich um eigene Schüler handelte,
auch wenn er sich dadurch Feindschaften zuzog. In Berufungsgutachten
über jüngere Herren, die später hoch geachtete Kollegen
unserer Zunft geworden sind, finden wir etwa Folgendes. ... bedenkliche
Begriffe sind ihm offenbar ‚Pflicht und Ordnung’. Er arbeitet viel,
13 Im Gegensatz zu dem Romancier Alexandre Dumas, von dem die Anekdote
berichtet: Dumas’s enormous output was largely attributable to a vast corps
of ghostwriters. Dumas once asked his son whether he had read his new
novel yet. „No,“ his son replied, „have you?“
161

RÜCKBLICK
aber tut nur das, wozu er Lust hat. Seine Kolloquien sind schlecht disponiert
und ... unklar ... oder ... dürfte es ihm an Unterrichtserfahrung
fehlen ... ist es mir sogar zweifelhaft, ob er überhaupt Begabung für
den Unterricht hat. Der Thermodynamik dürfte er sehr fern stehen …
oder ... hat ganz außerordentlich in meiner Wertschätzung durch die
Veröffentlichung des kleinen Buches Physikalisch-chemische Grundlagen
verloren, das durch und durch oberflächlich ist. ... das nichts als
ein mäßiges Exzerpt aus größeren Lehrbüchern darstellt. ... käme für
mich persönlich seine Nennung auf einer Berufungsliste nicht in Frage
…. Einige eher erheiternde Beispiele: Vom Standpunkt gewöhnlicher
bürgerlicher Moral darf man Herrn ... wohl als einwandfrei bezeichnen,
wobei allerdings zu berücksichtigen ist, dass er wegen
seiner Schüchternheit kaum ernsten Versuchungen ausgesetzt war
.... oder ... hat aber eine Charakterschwäche, die sich in höchst unerfreulicher
Weise in ungewöhnlichem Alkoholgenuss zu erkennen gibt.
... sogar tagsüber, sobald er sich meiner Kontrolle entziehen konnte …
Ein anderes Beispiel erweckt Bedenken:...erwähnen möchte ich
noch, dass E. und S. nicht deutscher, sondern östlicher Abstammung
sind, S. ist sogar noch ungetauft. Die anderen genannten Herren sind
rein germanisch ...; es spiegelt wohl eher den Zeitgeist wieder, aber
nicht Euckens Einstellung. Er ist zwar 1933 der NSDAP beigetreten,
hat aber später – und das erforderte Mut – seinen Austritt erklärt 14 .
EHRUNGEN
Euckens erfolgreiches Wirken als Lehrer spiegelt sich wider in
der großen Zahl seiner Schüler, die bei ihm gearbeitet haben, als Diplomanden,
Doktoranden, Habilitanden, Assistenten oder als Gastwissenschaftler.
Die meisten sind als Chemiker oder Ingenieure von
der Industrie aufgenommen worden, die Euckens Schüler als qualifizierte
Mitarbeiter suchte. Besonders hervorgehoben werden sollen
hier aber die Schüler, die später als Professoren oder Honorarprofessoren
Euckens Tradition weitergeführt haben: E. Bartholomé (Heidelberg),
W. Brötz (Köln), K. Clusius (Zürich), G. Damköhler (Braunschweig),
M. Eigen (Göttingen), W. Fresenius (Mainz), E. U. Franck
(Karlsruhe), P. Harteck (Troy, USA), K. Hedden (Karlsruhe), L. Küchler
(Frankfurt), F. Patat (München), L. Riedel (Karlsruhe), H. Sachsse
(Mainz), K. Schäfer (Heidelberg), R. Sinn (Karlsruhe), R. Suhrmann
(Hannover) und E. Wicke (Münster). Bartholomé, Franck, Schäfer und
Wicke haben – Euckens Fußstapfen folgend – als Vorsitzende der
Deutschen Bunsengesellschaft gedient. Einige der genannten Herren
sind in den hier wiedergegebenen Photographien von Eucken und
Mitarbeitern zu erkennen.
Euckens erfolgreiches Wirken als Wissenschaftler spiegelt sich in
den zahlreichen Ehrungen und Ernennungen zu ehrenvollen Mitgliedschaften
in wissenschaftlichen Gesellschaften wider, die er im Laufe
seines Lebens erhielt: 1929 Mitglied der Akademie der Wissenschaften
in Göttingen; 1932 Mitglied der deutschen Akademie der Naturforscher
in Halle (Karolina); 1932 Arrhenius-Preis der Universität Leipzig;
1938 Ehrenmitglied des Vereins Österreichischer Chemiker; 1941
Cannizzaro-Preis des königlichen Senats in Rom; 1942 Ehrenmitglied
der Spanischen Gesellschaft für Physik und Chemie; 1943 korrespon-
14 U. Deichmann, Flüchten, Mitmachen, Vergessen; Chemiker und Biochemiker
in der NS-Zeit, Wiley-VCH, Weinheim, 2001.
162
dierendes Mitglied der Bayrischen Akademie der Wissenschaften;
1944 Bunsen-Denkmünze der Deutschen Bunsengesellschaft.
Ebenso ist er auch für die Förderung des Chemieingenieurwesens
ausgezeichnet worden: 1949 erhielt er die Würde eines Ehrendoktors
der Ingenieurwissenschaften der Technischen Hochschule in Karlsruhe.
Und posthum wurde er 1956 durch Stiftung der etwa jedes
zweite Jahr zu verleihenden Arnold-Eucken-Medaille durch die Forschungsgesellschaft
Verfahrenstechnik und des jährlich zu vergebenden
Arnold-Eucken-Preises durch die VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik
und Chemieingenieurwesen geehrt.
Und schließlich sollten wir auch die Ehrungen erwähnen, die
Eucken durch Würdigung seines Lebens und seines Lebenswerkes in
zahlreichen Erinnerungsaufsätzen zum 60. und 65. Geburtstag sowie
zur 100. Wiederkehr seines Geburtstages und durch Nachrufe seiner
Schüler, Freunde oder Kollegen in den verschiedensten Zeitschriften
erfahren hat. – In einem der Nachrufe finden wir die Bemerkung,
…dass die ihm zuteilgewordenen, nicht unerheblichen Ehrungen ein
Vielfaches gewesen wären, wenn er nicht geradezu das Talent
besessen hätte, sich durch seine unverbindliche Art unbeliebt zu
machen.
EPILOG
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Die großen Erfolge Euckens als Lehrer, Forscher, Wissenschaftler
und Organisator von Wissenschaft und Technik beruhen auf seiner
außerordentlichen Arbeitskraft, die er schonungslos mit nur gelegentlicher
Erholungspause einsetzte. Die Arbeit half ihm auch über
Schicksalsschläge hinweg, als seine jüngste Tochter frühzeitig starb,
als er seinen Sohn im Krieg verlor. Die nach Kriegsende zusätzlich
übernommene Arbeit beim Wiederaufbau des Wissenschaftsbetriebs
hat ihn wohl übermäßig beansprucht. Es scheint, dass der plötzliche
Tod seines jüngeren Bruders Walter den Zusammenbruch seiner Kräfte
ausgelöst hat. Er schied am 16. Juni 1950 freiwillig aus dem Leben.
In aller Stille wurde er auf dem Waldfriedhof in Traunstein am
Chiemsee beigesetzt. Eine endgültige Ruhestätte erhielt er dort aber
erst im Juli 1957 im Rahmen einer Gedenkfeier, zu der die Forschungsgesellschaft
für Verfahrenstechnik und die Deutsche Bunsen-
Gesellschaft Verwandte, Schüler, Kollegen und Freunde eingeladen
hatten.
Der Bericht basiert auf Unterlagen des Archivs der Bunsengesellschaft, das
von H. Witte und W. Jaenicke jahrelang betreut wurde und jetzt im Liebigmuseum
in Giessen untergebracht ist. Dem Kurator des Museums, Herrn Dr.
H. v. Zerssen danke ich für die Unterstützung bei der Quellensuche. Meinem
Karlsruher Kollegen E. U. Franck, einem der letzten Schüler Euckens, bin ich
sehr dankbar für Ratschläge und Hilfe bei der Abfassung des Berichtes.
Euckens Tochter, Frau Dr. Margaret Eucken, sei Dank für die Erlaubnis, einige
Bilder aus ihrer Schrift „Arnold Eucken, Chemiker – Physiker – Hochschullehrer“
übernehmen zu dürfen; diese Schrift haben wir bei der Abfassung
dieses Berichtes vielfach zu Rate gezogen.
Nachsatz bei der Korrektur: Der Autor ist durch das Durcheinander von Rechtschreibregeln
verunsichert; daher sind in dem Bericht einige Rechtschreibfehler
zu finden, die der Autor zu entschuldigen bittet. Er folgt Goethes Standpunkt,
der einmal an einen Freund schrieb: es kommt nicht darauf an, wie man
ein Wort schreibt sondern darauf, dass der Leser weiß, was gemeint ist.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Dieter Beckmann, Josef Metze und Klaus Leifeith
Physikalische Chemie, Biowissenschaften und Technik
Ein außeruniversitäres Forschungsinstitut würde man in Heilbad
Heiligenstadt am Dreiländereck Thüringen/Niedersachen/Hessen,
wenn auch nicht weit entfernt von der Universitätsstadt Göttingen,
nicht unbedingt erwarten. Aber die Forschung des Instituts für Bioprozess-
und Analysenmesstechnik besitzt schon eine jahrzehntelange
Tradition. Das Forschungsprofil „Biotechniques at Interfaces“ zielt
auf grenzflächenoptimierte technische Systeme für die Life Sciences.
Forschungsgegenstand sind insbesondere funktionalisierte Bioreaktionssysteme
im Labor- und Mikromaßstab sowie zugehörige Verfahrensentwicklungen,
z.B. zur biotechnologischen Herstellung von
pharmazeutischen Produkten, einschließlich spezieller Messsysteme
und solcher Bioreaktoren, die für Materialtestungen verwendet werden
- insgesamt also grenzflächenoptimierte technische Systeme, die
ihre Anwendungen in den Life Sciences haben. Untersuchung und
Funktionalisierung von Grenzflächen bilden die Basis dafür.
Im Mittelpunkt der Forschung des Fachbereichs Bioprozesstechnik
steht die Entwicklung, Charakterisierung und Applikation technischer
Systeme und Verfahren zur Umsetzung des metabolischen
Potenzials prokaryotischer und eukaryotischer Zellen und Zellbestandteile.
Applikationsfelder sind insbesondere die Biomedizin, die Biound
Pharmatechnologie sowie die Lebensmittel- und Umwelttechnik.
Untersucht werden technische Systeme zur Aufrechterhaltung und
Optimierung stoffwandelnder Eigenschaften dieser Zellen. Damit einher
geht die Entwicklung von Modulen zur Adaptierung von Bioprozessanalysern
für die Parametererfassung und die Prozesssteuerung.
In verstärktem Maße steht dabei auch die Applikation von Mikrosystemen
und Mikrotechniken im biologischen Milieu im Fokus. Fragen
der Kompatibilität zwischen Mikrosystemkomponenten und biologischen
Komponenten treten aufgrund des sich verschiebenden Oberflächen-Volumen-Verhältnisses
in den Vordergrund. Das betrifft sowohl
die Funktion als auch die Oberflächeneigenschaften der
beteiligten Komponenten. Die Untersuchungen der funktionellen
Wechselwirkungen sind wichtiger Bestandteil der Forschungsarbeiten.
Zur Umsetzung des Profils des iba ist es erforderlich, ausgewählte
Messverfahren, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der speziellen
Einsatzbedingungen in den Life Sciences, zu beherrschen. Neben
der Nutzung solcher Messverfahren für vergleichende Analysen
untersucht der Fachbereich Analysenmesstechnik die Wechselwirkungen
zwischen belebter und unbelebter Materie durch Anwendung
FORSCHUNG
Interdisziplinäre Forschung zu grenzflächenoptimierten technischen
Systemen für die Life Sciences am Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik
(IBA), Heiligenstadt
Prof. D. Beckmann, Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.,
Rosenhof, 37308 Heilbad Heiligenstadt, Tel: 03606-671-122,
Fax: 03606- 671200, E-Mail: iba@iba-heiligenstadt.de
elektromagnetischer Strahlung im Frequenzbereich der Radiowellen,
insbesondere mit der Methode der Elektroimpedanz- (EIS) bzw. Bioimpedanzspektroskopie
(Bio-EIS). Ergebnis sind problemangepasste
Messverfahren zur on-line-Kopplung an den Prozess, z.B. auf der
Basis der Fließinjektionsanalyse. Neben grundlegenden Untersuchungen
und technischen Forschungsarbeiten zum Verhalten von Mikroorganismen
und Zellen im elektrischen Feld bei unterschiedlichen
Wachstums- und Kultivierungsbedingungen sind auch das Monitoring
ausgewählter Verfahren und biotechnologische Verfahrensentwicklungen
Gegenstand der Forschung.
Grundlegende Innovationen in der Biomedizin und Biotechnologie
sind aber zunehmend an die Beherrschbarkeit von Grenzflächen-Interaktionen
zwischen technischen Materialien und dem biologischen
Umfeld gekoppelt. Die umfassende Charakterisierung von Grenzflächen
zwischen Biomaterial und Biosystem und die gezielte Funktionalisierung
von Biomaterialien im biologischen Umfeld gehört daher
ebenso zu den vorrangigen Aufgaben des Fachbereichs Biowerkstoffe
wie die Interpretation dieser Interaktionen mittels messbarer Kenngrößen
des Biowerkstoffes und des Biosystems, um so Aussagen
über das Verhalten eines Materials im Kontakt mit dem Biosystem zu
erhalten. Zentrales Anliegen ist dabei die Bewertung von Biowerkstoffen
hinsichtlich der zu erwartenden Biofunktionalität und Biokompatibilität.
Hierzu werden werkstoffrelevante Grenzflächenparameter
bestimmt und mit biomolekularen, zellulären und mikrobiellen Systemantworten
korreliert, die aus dem direkten oder dem indirekten
Materialkontakt abgeleitet werden. Die messtechnische Erfassung
der funktionsbestimmenden Interaktionen im Interface zwischen Biomaterial
und Biosystem setzt eine stabile und reproduzierbare Simulation
der Einsatzbedingungen des Materials voraus. Aufgrund dessen
sind die Entwicklung neuer Systeme für die in-vitro-Prüfung von Biowerkstoffen
auf der Basis von Bioreaktoren und die Applikation numerischer
Simulationsverfahren sowie biologischer Designoptimierungsroutinen
weitere Arbeitsschwerpunkte des Fachbereiches
Biowerkstoffe.
ON-LINE-ANALYTIK DER BAKTERIELLEN BIOFILM-
BILDUNG MITTELS IMPEDANZSPEKTROSKOPIE
Biofilme begegnen uns im täglichen Leben. Ein Biofilm besteht aus
einheitlichen oder gemischten Kolonien von Mikroorganismen, die
miteinander verbunden sind, aber insgesamt einem Substrat anhaften
und vollständig oder teilweise in eine vom Organismus produzierte
polymere organische Masse (Schleim), der sogenannten extrazellulären
Polymersubstanz (EPS), eingebunden sind [1]. In der Regel hat ein
Biofilm keine gleichmäßige Oberflächenstruktur und kann neben den
Mikroorganismenzellen abiotische (nicht lebende) und anorganische
Bestandteile in größeren Mengen enthalten.
163

FORSCHUNG
Durch die EPS wird der Zellverbund vor kurzfristigen Veränderungen
des äußeren Milieus geschützt und kann so auch bei Abwesenheit
von Nährstoffen seine Stoffwechselaktivitäten noch über Tage
aufrechterhalten. Sie verleiht ihm z.B. die Eigenschaften eines Molekularsiebs,
einer Diffusionsbarriere, eines Ionenaustauschers und eines
Sorbens [2], [3]. Die EPS-Matrix prägt somit in entscheidender
Weise die Eigenschaften des Biofilms.
Bei Vorhandensein entsprechender Voraussetzungen gibt es keinerlei
Material, das auf Dauer nicht von einem Biofilm besiedelt werden
kann. Nach einer allgemeinen Annahme stellen Biofilme auch den
ersten Entwurf der Natur zur Entwicklung von multizellulären Organismen
dar und ähneln den Geweben höher entwickelter Zellen.
Entstehung und Bedeutung von Biofilmen
Im Lebensraum eines Biofilms haben die Zellen untereinander und
zur unterstützenden Oberfläche bzw. Grenzfläche einen engen Kontakt.
Die EPS bestimmt die dreidimensionale Struktur des Biofilms,
die sich aus einer einfachen Mikrokolonie zu einer komplizierten Matrix
entwickelt. Unabhängig von den beteiligten Mikroorganismen
durchläuft die Entstehung eines Biofilms die in Abb. 1 dargestellten
Entwicklungsphasen [4], [5].
Biofilme haben eine große Bedeutung bei der Selbstreinigung von
Böden, Sedimenten oder Gewässern und werden technisch z.B. in
der Trink- und Abwasseraufbereitung genutzt. Anderseits können sie
an den von ihnen besiedelten Materialien durch Biokorrosion und Biofouling
große Schäden verursachen. Weitere Auswirkungen von Biofilmen
sind bakterielle Infektionen beim Menschen, die nach einer
Schätzung der amerikanischen Gesundheitsbehörde bis zu 65 % auf
Bakterien in Biofilmen zurückzuführen sind. Auf das Konto von bakteriellen
Biofilmen gehen häufig Krankenhausinfektionen, Zahnkaries
und Katheterinfektionen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Abb. 1 Phasen der Biofilmbildung: In der Induktionsphase findet eine
planktonische Zelle (1) aus der Umgebung optimale Bedingungen
für eine Anhaftung an einer Grenzfläche. Zur reversiblen Anheftung
der Zelloberfläche an das Substrat stellt die Zelle (2) ihre
Stoffwechselaktivitäten auf das Expremieren von Adhäsiven um.
Mit Hilfe der extrazellulären Matrix (3) adhäriert sie irreversibel auf
dem Substrat. Anschließend vermehrt sich die Zelle zu einer Mikrokolonie
(4), die durch die EPS zusammengehalten wird. Durch das
Zusammenwachsen einzelner Mikrokolonien zu einer dreidimensionalen
Struktur (5), die mit Kanälen (8) durchzogen ist, reift der
Biofilm. Einzelne Zellen (6) lösen sich aktiv aus dem Biofilm und
entwickeln sich zu einzelnen planktonischen Zellen. Die Kanäle versorgen
die Zellen mit Nährstoffen und dienen zum Abtransport von
Stoffwechselprodukten und Schadstoffen. In Abhängigkeit von
den vorhandenen Scherkräften lösen sich ganze Zellcluster (7). Die
beiden letzten Vorgänge führen zur weiteren Ausbreitung des Biofilms
und zur Besiedelung noch freier ökologischer Nischen.
164
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
H. Schwan [12] führte 1957 das Konzept der Dispersionen in der
dielektrischen Analyse von biologischen Materialien ein (Abb. 2).
Hierbei werden die Relaxationsmechanismen in drei frequenzabhängige
Hauptgruppen eingeteilt und allgemein mit α-, ♣-, und γ-
Dispersion bezeichnet.
Die α-Dispersion befindet sich im mHz- bis kHz- Frequenzbereich
und korreliert mit aktiven Zellmembraneffekten, getorten Zellkanälen
und der Anlagerung von Ionen in der Nähe der Oberfläche
von Zellmembranen.
Die β-Dispersion im Frequenzbereich von einigen kHz bis 100 MHz
beruht auf den kapazitiven Eigenschaften der Zellmembranen, den
intrazellulären Organellen und Membranstrukturen und den damit
verbundenen Maxwell-Wagner-Effekten.
Die γ-Dispersion entsteht im Frequenzbereich von ca. 0,1 bis 100
GHz und wird durch dipolare Mechanismen von polaren Medien,
wie Wasser, Salzen und Proteinen hervorgerufen.
Abb. 2 Darstellung der frequenzabhängigen elektrischen Feldverläufe
an Zellen und Zellmembranen und der daraus resultieren-den
Dispersionsgebiete für die komplexe Dielektrizitätszahl nach
Schwan [11]
Über die mikrobiellen Biofilme hinaus besitzen zelluläre Biofilme in
der Biotechnologie eine herausragende Bedeutung. Beispiele sind die
Gewinnung entsprechender Stoffwechselprodukte (z.B. Therapeutika)
und für medizinische Applikationen die Gewinnung von Gewebeersatzmaterial
durch das Tissue Engineering. In allen Fällen kommt
der messtechnischen Charakterisierung des Biofilms eine herausragende
Rolle bei der Steuerung der Verfahren und in der Qualitätskontrolle
zu.
Impedanzspektroskopische Detektion von
Biofilmen
Der impedanzspektroskopische Nachweis der Zellzahl (Biomasse)
und des Zustandes einer Zellpopulation kann durch Auswahl geeigneter
Testorganismen und Nährmedien für verschiedene Anwendungen
[6], [7], [8], [9], [10], [11] und unter Nutzung innovativer Messsysteme
in der Biotechnologie und Medizin vorteilhaft genutzt werden (s. Abb.
2 und Erläuterungen). Die passiven elektrischen Eigenschaften und
das Verhalten von Zellen und Geweben in einem elektrischen Wechselfeld
können messtechnisch beschrieben werden (Abb. 3).
Die Nutzung der Bio-Impedanzspektroskopie für Frequenzen von
einigen kHz bis in den MHz Bereich liefert ein relativ spezifisches
Messsignal, das Auskunft über den Zustand von Zellmembranen gibt
und somit die Bestimmung der Zellkonzentration (Biomasse) und der

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Abb. 3: Ionenbewegung und Polarisation im elektrischen Wechselfeld
Abb. 3a:
Verhalten unterschiedlicher Objekte im elektrischen Feld
a - Elektrode
b - Luftblase
c - vitale Zelle
d - abgestorbene Zelle
e - elektrisch durchlässiger Festkörper
f - elektrisch undurchlässiger Festkörper
Erläuterung zu Abb. 3: Verschiedene Objekte zeigen unterschiedliches
Verhalten im elektrischen Feld (Abb. 3a). Nach Anlegen eines
elektrischen Wechselfeldes an eine Suspension erfolgt mit der periodischen
Veränderung der Feldrichtung auch die Änderung der
Verschiebungsrichtung der Ionen in der Lösung. Befinden sich intakte
(native) Zellen oder Mikroorganismen in der Lösung, so entstehen
zusätzliche Effekte. Diese Teilchen stellen ein Wanderungshindernis
für frei bewegliche Ionen dar und erhöhen den
Widerstand (Verringerung der Leitfähigkeit) in Abhängigkeit von
der Querschnittsfläche der Zellen. Die Ionen im Zellinneren werden
ebenfalls vom elektrischen Feld erfasst (Abb. 3b). An der hochohmigen
Zellmembran tritt eine Ladungstrennung auf, die zu einer
Polarisation an der Membran (elektrische Doppelschicht) führt. In
diesem Fall fließt der Strom fast ausschließlich durch das extrazelluläre
Medium, und die gute Polarisierbarkeit der Zellmembran
spiegelt sich in der Erhöhung der gemessenen Kapazität zwischen
den Elektroden wider. Jede intakte Zelle weist dadurch ein kapazitives
Verhalten auf. Die messbare Kapazität und ihre Veränderung
Lebendzellzahl ermöglicht. Festkörper, Zellfragmente und Gasblasen
stellen im zu untersuchenden Frequenzbereich keine polarisierbaren
Teilchen dar und werden somit kapazitiv nicht erfasst. Sie führen aber
zur Verdrängung der zellulären Biomasse (Abb. 3a).
Beispiel Membranreaktor zur Wasseraufbereitung
Als Apparatur zur Untersuchung des mikrobiellen Wachstums von
Bakterien im Biofilm diente die Laborausführung eines speziellen
Membranbioreaktors, wie er zur Wasseraufbereitung von schwach
kontaminierten Abwässern nach einem neuartigen Verfahren genutzt
wird [13].
Bei diesem Verfahren wird eine Membran als Trägermaterial zur
Immobilisierung von Bakterienkulturen genutzt. Die verwendete
Membran hat eine Dicke von 200 µm und besitzt Poren mit einem
Durchmesser von 0,45 µm. Die zum Aufwachsen des Biofilms zur
Verfügung stehende Fläche beträgt 80 x 60 mm 2 . Die Membran teilt
den Reaktorraum in zwei Kammern, so dass Wachstums-
FORSCHUNG
Abb. 3 b:
Intakte Zellmembranen als Wanderungshindernis für Ionen
a – Elektrode
c - vitale Zelle
wird von der Zelldichte und der Zellgröße beeinflusst. Sie ist direkt
proportional zur polarisierten Membranoberfläche und damit auch
proportional zu der von der Zellmembran eingeschlossenen Volumenfraktion
(vitale Biomasse). Diese Eigenschaft von Zellsuspensionen
ist im Frequenzbereich von einigen 10 kHz bis 10 MHz
messtechnisch zugänglich. Bei höheren Messfrequenzen werden
die Zellmembranen kapazitiv überbrückt, so dass der Strom ungehindert
die Zelle passieren kann. Dies hat einen Abfall in den gemessenen
Widerständen und Kapazitäten zur Folge (β-Dispersion).
Die Dispersionsgebiete der passiven dielektrischen Eigenschaften
von kleinen zu höheren Frequenzen (flow und fhigh) bietet zur Beschreibung
und Charakterisierung des Zellzustandes eine Reihe
von numerischen Funktionen. Diese beruhen auf der Differenzoder
Quotientenbildung der gemessenen bzw. berechneten Größen
wie Impedanz, Admittanz, Phasenwinkel, Kapazität, Real- und
Imaginärteil der Dielektrizität und Leitfähigkeit, um nur einige zu
nennen. Der frequenzabhängige Verlauf der β-Dispersion ist von
der Zellgröße und der Zellart abhängig.
untersuchungen sowohl mit einseitiger als auch mit beidseitiger
Besiedelung der Membran möglich sind. In Abbildung 4 ist der Aufbau
des Impedanzmessplatzes dargestellt.
Für die Versuche wurden zwei in ihren Abmessungen identische
Messkammern konstruiert, die jeweils mit einem Vier-Elektrodenmesssystem
versehen wurden. Nur eine der beiden Messkammern
(RA) wurde mit einer Membran für den Bewuchs mit einem Biofilm
ausgestattet.
Die Untersuchungen zur Biofilmbildung durch Messung der frequenzabhängigen
Kapazität in Abhängigkeit von der Zeit sind in Abbildung
5 dargestellt.
Nach Beimpfung der Reaktoren mit der Bakteriensuspension kam
es schon nach einigen Stunden zu einem sprunghaften Anstieg der
Kapazitätswerte als Folge der Biofilmbildung auf der Membran. Hierbei
konnten aus den zeitlichen Änderungen der Kapazitätswerte unter-
165

FORSCHUNG
Abb. 4: Versuchsaufbau zur Online-Bestimmung der bakteriellen
Biofilmbildung
A - Membran, B - Biofilm mit EPS, C - Goldelektroden, D -
Bakterienagglomerate, E -aktive Tastköpfe, F - Luftfilter, G - Impedanzanalysator
HP 4194, H - Wasserbad, I –Nährlösung, M -
Multiplexer, P - Pumpen, R- Reaktoren (A - mit Membran, B -
ohne Membran), T - Thermostat, K - PC mit Agilent VEE & Multifunktionskarte
schiedliche Wachstumsdynamiken sowohl bei der Biofilmbildungsrate
pro Tag als auch bei der Ausprägung stationärer Verhältnisse in Abhängigkeit
von der Konzentration der stofflichen Zusammensetzung
der Nährlösung beobachtet werden. Die vollständige Ausprägung des
Biofilms war in der dargestellten Versuchsreihe 2 besonders gut zu
verfolgen.
Nach Versuchsende erfolgte eine Trockengewichtsbestimmung
der mit dem Biofilm bewachsenen Membran. Dazu wurde die Membran
aus dem Reaktor RA ausgebaut und nach einer Trocknungszeit
von 2 h bei 60 °C mit einer Analysenwaage gewogen. Nach Abzug
der vor Versuchsbeginn ermittelten Trockenmasse der unbewachsenen
Membran wurde die Trockensubstanz des Biofilmes (Veränderung
der Masse) somit gravimetrisch ermittelt. Ein Vergleich der Daten
ergab eine gute Übereinstimmung zwischen den gravimetrisch
bestimmten Biomassewerten mit den ermittelten Differenzen der Kapazitäten.
Die passiven elektrischen Eigenschaften biologischer Objekte, wie
Gewebe und Suspensionen, bilden im Zusammenhang mit ihren
morphologischen Eigenschaften somit einen messbaren Parameter
166
Abb. 6a: PrP mit Cu 2+ Abb. 6b: PrP ohne Me 2+ Abb. 6c: PrP mit Ni 2+
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Abb. 5: Zeitlicher Verlauf der durch die bakterielle Biofilmbildung
auf einer Trägermembran bedingten Änderung der Differenzen der
Kapazitätswerte
für Untersuchungen zum Zustand und zur Lebensfähigkeit eines biologischen
Systems. Bei den vorgestellten Experimenten konnten
durch die Bestimmung der zeitlichen Veränderung der Kapazitätswerte
statistisch gesicherte Wachstumsverläufe in Abhängigkeit von
den Nährstoffkonzentrationen ermittelt werden.
KUPFERBINDUNG AM PRIONPROTEIN ALS
IMMOBILISIERUNG FÜR AFM-MESSUNGEN
Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft sind Prionen Erreger
der übertragbaren spongiformen Enzephalopathien (TSE). Sie bestehen
vermutlich vollständig aus der sogenannten Scrapie-Form des
Prionproteins, welche durch Konformationsänderung aus der zellulären
Form des Prionproteins entsteht. Aus der Scrapie-Form werden
zunächst amyloide Plaques gebildet, wodurch im weiteren Verlauf Gehirnzellen
zerstört werden. Dies führt zur Spongiose des Gehirns und
final zum Tod des gesamten Organismus.
Zur Funktion des zellulären Prionproteins gibt es derzeit nur Hypothesen.
Neben der Signaltransduktion wird auch eine regulatorische
Funktion für Schwermetalle vermutet, da
Kupferionen an die Octapeptide-Repeats
des Prionproteins binden können. Die Affinität
anderer Schwermetalle ist dagegen
wesentlich kleiner ausgeprägt.
Diese Bindungseigenschaften wurden
gezielt genutzt, um das Prionprotein auf
einem festen Trägermaterial zu immobilisieren
und die Bindungsereignisse mit
dem Rasterkraftmikroskop (AFM) zu dokumentieren.
Bei Verwendung von Kupfer

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
wird eine gleichmäßige Verteilung der Proteinablagerungen auf der
Glimmeroberfläche (Abb. 6a) erreicht. Ohne Zugabe von zweiwertigen
Kationen ist eine Tendenz zum Aggregieren des Prionproteins zu
erkennen (Abb. 6b). Das Aggregieren wird zwar durch Zugabe von
Nickel unterdrückt, dafür ist die Oberflächenbeladung im Vergleich zu
Kupfer deutlich kleiner (Abb. 6c). Alle Messungen erfolgten an getrockneten
Präparationen im intermittent-contact mode. Die Bildausschnitte
sind jeweils 1 µm x 1 µm mit einer Höhenskalierung von
ca. 1 nm. Die verwendete Proteinkonzentration betrug 1 µg/ml. Der
Kupfer- bzw. Nickelzusatz war 0,67 µM, das entspricht einem dreifachen
molaren Überschuss je Kupferbindungsstelle.
TETRAETHERLIPIDE – EINE PHYSIKOCHEMISCHE
PLATTFORM
Eine seit geraumer Zeit verfolgte Strategie zur Erhöhung der Biokompatibilität
von verschiedenen Materialien stellt die nachträgliche,
gezielte Beschichtung der Materialoberflächen mit Biomembrananaloga
dar. Ein zentrales Anliegen im iba besteht daher in der Entwikklung
eines biomimetischen Oberflächencoatings auf der Basis archaebakterieller
Tetraetherlipide (TEL), die aufgrund ihrer spezifischen
Wechselwirkung mit dem jeweiligen Medium als hochwirksames
Antifoulingkonzept sowohl auf medizinischen Produkten bis zu sensorischen
Funktionsflächen eingesetzt werden sollen. Die Untersuchungen
verfolgen das Ziel, auf der Basis einer physikochemischen
und biologischen Charakterisierung der Lipidcoatings den molekularen
Mechanismus für das Antifouling aufzuklären und auf der Basis
von thermodynamischen Modellvorstellungen zu optimieren.
Im Ergebnis wird ein neuartiges Tetraetherlipid (Abb. 7) eingesetzt,
welches basierend auf dem Mainphospholipid des Archaebakterium
Thermoplasma acidophilum über ein chromatografisches Verfahren
gewonnen wird. Dieses Lipid erlaubt zum einen die Generierung dichter,
monomolekularer Lipidfilme und kann zusätzlich als Spacer für die
Anbindung von Funktionsmolekülen dienen.
Abb. 7: molekulare Struktur des Tetraetherlipids
Neben der Integration spezifisch wirkender Funktionsmoleküle
stellt die gezielte Modifikation physikochemischer Materialparameter
das aus heutiger Sicht vielversprechendste Antifoulingkonzept dar.
Maßgeblich für die Biofilmbildung sind die Wechselwirkungen an der
Grenzfläche Substrat / biologisches System. Insbesondere die Primärbesiedlung
gilt in erster Linie als physikalisch-chemisch kontrollierter
Prozess (Abb. 8). Das Verständnis der physiko-chemischen Mechanismen
der bakteriellen Adhäsion bildet daher die Grundlage der
Entwicklung neuer Antifoulingstrategien.
Bisherige Untersuchungen haben gezeigt, dass die physikochemische
und die biologische Charakterisierung von Biomaterialien von besonderer
Bedeutung sind. Die physikochemische Analyse orientiert
dabei auf dem thermodynamisch fundierten Grenzflächenenergiekonzept
und kolloidchemisch zu interpretierenden Theorien (DLVO, Non-
DLVO). Um die messtechnische Untersetzung zu realisieren, stehen
im iba Heiligenstadt u.a. folgende Analyseverfahren zur Verfügung:
� Bestimmung der Oberflächenenergie/-polarität von planaren und
granularen Festkörpern sowie der biologischen Systeme
� Oberflächenladungsbestimmung von Biomaterialien, Mikroorganismen
und Proteinen
� Beurteilung der Topografie über lichtmikroskopische und rastermikroskopische
Verfahren (REM, AFM, CLSM)
� infrarotspektroskopische Analyse
FORSCHUNG
Abb. 5: Zeitlicher Verlauf der durch die bakterielle Biofilmbildung
auf einer Trägermembran bedingten Änderung der Differenzen der
Kapazitätswerte
� Bestimmung von Deflektion-Distanz-Funktionen mittels Atomkraftmikroskopie
zur Analyse der Grenzflächenwechselwirkungsenergien.
Gegenstand der in-vitro-Bioadhäsionsprüfung ist es, die biologischen
Reaktionen als statische und dynamische Systemantwort auf
die jeweilige Grenzflächensituation zu bestimmen und für technische
Applikationen nutzbar zu machen. Ziel ist die Ableitung von Korrelationen
zwischen materialwissenschaftlichen und biologischen Systemparametern
unter in-situ-nahen Bedingungen.
Im Rahmen der Entwicklung eines biomimetischen Oberflächencoatings
auf der Basis archaebakterieller Tetraetherlipide zur Etablierung
eines langzeitstabilen und biomimetischen Antifoulingkonzeptes
167

FORSCHUNG
konnte gezeigt werden, dass Tetraetherlipidbeschichtungen zu einer
homogenen Bedeckung unterschiedlichster strukturierter Substratoberflächen
führen. Darüber hinaus sind Lipidschichten mit gezielt
eingestellten physikochemischen Oberflächenparametern technisch
realisierbar. Gleichzeitig konnte eine signifikant reduzierte bakterielle
Adhäsion bei Erhalt der Zellvitalität nachgewiesen werden. Die Tetraetherlipidschicht
unterdrückt den initialen Adhäsionsprozess aufgrund
ihrer gezielt eingestellten sterischen Eigenschaften.
Um eine Reduzierung der Adhäsion zwischen Material und biofilmbildenden
Mikroorganismen zu erreichen, ist letztlich eine Methodenkopplung
von Antifoulingstrategien relevant. Hier bieten Tetraetherlipide
eine ideale physikochemische Plattform basierend auf
einem Spacermolekül mit optimalen Eigenschaften und einem hohen
Maß an selektiver Modifizierbarkeit.
LITERATURVERZEICHNIS
[1] Tiefenbrunner, F., Starlinger, R., Dietrich, M. P. (1997): Biofilm - Das unbekannte
Wesen, Sanitär- und Heizungstechnik, 2, 66 - 72
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BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
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phenomena. in: Biofilms, (Hrsg.: Characklis, W. G., Marshall, K. C.), John Wiley
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Eng. Rev., 17, 3 - 35
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using impedance spectroscopy. X. INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRI-
CAL BIO - IMPEDANCE, Barcelona, 337-342, ISBN 84-7653-686-0
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INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL BIO - IMPEDANCE, Barcelona,
23 - 26, ISBN 84-7653-686-0
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of Cell Concentrations by Dielectric Measurements. Journal of Fermentation
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Fleischwirtschaft 2, 95 - 98
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in vitro depending on time after separation. Biophysical Chemestry, 58, 205 -
210
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in Biological and Medical Physics, 5, 147 - 205
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Membran-Bioreaktoren. WLB Wasser Luft Boden, 6, 32-34.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Karl-Michael Weitzel
85. Internationales Bunsen Discussion Meeting
“ CHEMICAL PROCESSES OF IONS – TRANSPORT AND REACTIVITY ” IN MARBURG
Vom 15. – 17. 09.2004 fand an der Philipps Universität Marburg
das 85. Internationale Bunsen Discussion Meeting zum Thema “ Chemical
Processes of Ions – Transport and Reactivity ( ION 2004 ) statt.
Ziel der Tagung war es Wissenschaftler aus den Bereichen Chemie,
Physik und Biologie zusammenzubringen, um die gemeinsamen
Grundlagen der chemischen Reaktivität und des Transportes von Ionen
interdisziplinär zu diskutieren. Die Tagung wurde von der deutschen
Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Fond der Chemischen
Industrie sowie der Marburger Universitätsstiftung finanziell unterstützt.
Prof. Weitzel und Tagungsteilnehmer im Gespräch mit dem Universitätspräsidenten
Prof. Nienhaus
Die Tagung “Chemical Processes of Ions – Transport and Reactivity”
(ION2004) fand vom 15. - 17. 09. 2004 in der Aula der “ Alten Universität
“ der Philipps Universität Marburg statt. Die “Alte Universität“
repräsentiert das Gründungsgebäude der Philipps-Universität, die
1527 von Philipp dem Großmütigen als eine der ersten protestantischen
Universitäten ins Leben gerufen worden war.
Zur Eröffnung der Tagung begrüßte der Präsident der Philipps-Universität,
Prof. Dr. V. Nienhaus, die Tagungsteilnehmer und wies dabei
u.a. auf die Bedeutung Robert Bunsens für die Universität Marburg
Prof. Dr. Karl-Michael Weitzel, Philipps-Universität Marburg, Institut für
Physikalische Chemie, Hans-Meerweinstr., D-35032 Marburg, Germany,
Tel. 49 - (0)6421-28-22360 / 61, E-Mail: weitzel@chemie.uni-marburg.de
http://www.chemie.uni-marburg.de/~weitzel,
http://www.chemie.uni-marburg.de/~weitzel/ion2004/
TAGUNGEN
hin. Robert Bunsen, der Namenspatron dieser Tagung, wirkte von
1839 bis 1851 in Marburg. “Zeitweise arbeitete jeder 10. Student der
Universität bei R. Bunsen“, so V. Nienhaus. Auch heute sei der Fachbereich
Chemie einer der Leistungsträger der Universität. Anschließend
eröffnete Prof. Dr. Karl-Michael Weitzel das wissenschaftliche
Programm der Tagung.
DIE ION 2004 – EINE INTERNATIONALE UND
INTERDISZIPLINÄRE TAGUNG
An der Tagung nahmen ca. 65 Teilnehmer aus 10 Nationen in
Europa und Übersee teil. Dabei waren Fachwissenschaftler aus den
Gebieten Chemie, Physik und Biologie vertreten. Das Programm setzte
sich aus 15 eingeladenen Vorträgen international renommierter
Wissenschaftler, sowie ca. 20 beigetragenen Vorträgen und 20
Postern zusammen. Sitzungen der Tagung beschäftigten sich mit den
Themen: “Ion Molecule Reactions“, „Ion Surface Processes“, „Ion
Catalysis“, „Ion Dynamics and Spectroscopy“, „Charge transport in
biological Systems“, und “Plasma Processes“.
Transport und Reaktivität von Ionen spielen eine sehr wichtige Rolle
in zahlreichen natürlichen und technisch bedeutsamen Gebieten
von Chemie, Physik und Biologie. Während in den einzelnen Spezialgebieten
in den vergangenen Jahren wesentliche Fortschritte erzielt
wurden, (hier sei nur an die Nobelpreise für G. Olah (1994), und R.
MacKinnon (2003) erinnert) fehlte doch bisher eine konzertierte Aktion,
die die gemeinsamen Grundlagen all dieser Prozesse beleuchtet.
Das Ziel dieser Tagung war es, diese Lücke zu schließen.
CHEMISCHE REAKTIVITÄT UND TRANSPORT VON
IONEN – DAS PROGRAMM
Ein zentrales Thema der Tagung, das sich durch mehrere Sitzungen
zog, waren die Ionen-Molekül-Reaktionen. In seinem Eröffnungsvortrag
setzte Prof. C.Y. Ng (Davis, USA) gleich Eckpunkte, indem er
über „Guided-Ion-Beam“ Experimente sprach, die auf der Präparation
von zustandsselektierten Ionen mit Hilfe der gepulsten Feldionisation
basieren. Diese Technik macht es möglich, die Quantenzustandsabhängigkeit
von Ionen-Molekül-Reaktionen selbst bei sehr hohen
Schwingungszuständen akkurat zu untersuchen. Quanteneffekte waren
auch Gegenstand des Vortrages von Prof. E. Nikitin (Haifa, Israel),
allerdings nicht bei sehr hohen Quantenzahlen sondern hier bei extrem
niedrigen Temperaturen, bei denen nur wenige Quantenzustände
besetzt sind und der Übergang vom Bethe-Wigner Limit zum Langevin
Limit beobachtet wird. Die Brücke zwischen hohen
Quantenzuständen und niedrigen Temperaturen wurde von Prof. J.
Troe (Göttingen) u.a. am Beispiel der Reaktion H3O + + H2O geschla-
169

TAGUNGEN
gen. Ein schönes Beispiel für das Zusammenspiel von Experiment
und Theorie stellt die Dissoziations- und Isomerisierungs-Dynamik
von Alkylbenzol-Ionen dar. Hier können die Ladungstransfer induzierten
‚ion flow tube’ Experimente von A. Viggiano (Hanscom, USA) zusammen
mit den k(E) Rechnungen von Troe und den direkten k(E)
Messungen von Weitzel et al. zu einem verbesserten Verständnis der
Dynamik führen. Ein bis heute umstrittenes Beispiel für hyperkoordinierte
Carbokationen ist das CH5 + , wie Prof. D. Gerlich (Chemnitz) erläuterte.
Hier kann man erwarten, daß neue ‘guided ion beam’- sowie
Ionenfallen-Experimente bei Temperaturen von wenigen Kelvin letztendlich
die Frage klären werden, ob man es mit fünf äquivalenten H
Atomen oder einer 3c2e Bindung in einer [CH3 * H2] + Struktur zu tun
hat.
Eine weitere Sitzung beschäftigte sich mit der Bedeutung von Ionen
in der Katalyse. Eine Kontroverse über den Mechanismus einer
OsO4 katalysierten asymmetrischen Dihydroxylierungs-Reaktion des
Sharpless-Typs, wurde von Prof. P. Chen (Zürich) diskutiert. Prof. H.
Schwarz (Berlin) lieferte ein weiteres eindrucksvolles Beispiel von
“Theory and Experiment in Concert”, indem er über die Übergangsmetall-Ionen
katalysierte Aktivierung von Kohlenwasserstoffen
sprach. Als der ‚heilige Gral’ der aktuellen Katalyseforschung gilt nach
wie vor die katalytische Aktivierung von Methan.
Die Sitzung “Ion Surface Reactions“ wurde von Prof. R.G. Cooks
(Purdue) eröffnet, der über faszinierende Studien zum “soft landing“
von biologischen Verbindungen sprach, die dabei ihre biologische Aktivität
behalten. Daß Ionen-Oberflächen Studien geeignet sind um
nicht nur mikroskopische sondern auch makroskopische Eigenschaften
einer Oberfläche, wie die Härte, zu untersuchen, zeigte Dr. B. Kaiser
(Berlin) in seinem Vortrag. Prof. T. Baer (Chapel Hill) demonstrierte
in seinem Vortrag an Hand von Phosphinen einmal mehr die
Möglichkeit, zuverlässige thermochemische Daten neutraler Moleküle
durch Kombination verschiedener thermochemischer Daten der
entsprechenden Ionen zu erhalten.
170
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Eine weitere Sitzung war dem Ladungstransport in biologischen
Systemen gewidmet. Ein Aspekt dieses Themenkomplexes betrifft
den Transport von Elektronen entlang eines DNA Stranges. Dieser
Prozess ist u.a. bedeutsam in der lichtinduzierten Reparatur von DNA
Schäden durch Photolyasen, wie Prof. B. Giese (Basel, Schweiz) erläuterte.
Ein weiterer Aspekt ist der Transport von Ionen durch Kanäle
in einer Membran, der Basis vielfältiger biologischer Funktionen.
Welche faszinierenden Einblicke in die Struktur-Funktions-Beziehung
man heute gewinnen kann, zeigte Prof. U. Koert (Marburg) in seinem
Beitrag über Gramicidin Ionen-Kanäle.
Ein Gebiet in dem Transport von Ionen und chemische Reaktionen
dieser Ionen inhärent verknüpft sind, ist das der Plasma-Chemie. Hier
präsentierte Prof. J. Meichsner (Greifswald) einen Überblick über das
aktuelle Forschungsfeld, insbesondere im Hinblick auf die technologische
Relevanz der Oberflächenbearbeitung durch Plasmaätzen. Prof.
R. Redner (Rostock) beleuchtete schließlich Transport, Dissoziation
und Ionisation von H2 bei extrem hohen Dichten, wie sie im Inneren
der Riesenplaneten, wie Jupiter, vorliegen.
Ein weiteres “high light“ der Tagung war auch der “after dinner
talk“ von Prof. E.E. Ferguson (Boulder, USA) im dem er seine persönliche
“kurze Geschichte der Ionenchemie“ erzählte. Ausgewählte Beiträge
dieser Tagung werden in einem Sonderband der Zeitschrift
PCCP ( Physical Chemistry Chemical Physics) veröffentlicht. Eine Kopie
des „book of abstracts“ kann von den Organisatoren bezogen
werden. Resonanz fand die Tagung aber auch in der lokalen Presse.
Abschließend sei es dem Autor gestattet Dank auszusprechen, zunächst
den Hauptsponsoren der Tagung, der Deutsche Forschungsgemeinschaft,
dem Fonds der Chemischen Industrie und der Marburger
Universitätsstiftung. Hauptsächlich geht der Dank jedoch an die
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Instituts für Physikalische
Chemie der Universität Marburg für ihre unermüdliche Hilfe bei der
Organisation.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Pressemitteilung der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
für Physikalische Chemie
MICHAEL DRÖSCHER IST DER
NEUE VORSITZENDE
Prof. Dr. Michael Dröscher, Konzernbereichsleiter
Innovationsmanagement, Senior
Vice President, Degussa AG, wurde in der
Mitgliederversammlung der Bunsen-Gesellschaft
in Dresden zum neuen Ersten Vorsitzenden
für die Jahre 2005/2006 gewählt.
Damit folgt dem
Hochschullehrer
Prof. Dr. Klaus
Funke, Universität
Münster,
wieder ein Industrievertreter
in
der Führungsspitze
der Deutschen
Bunsen-
Gesellschaft für
Physikalische
Chemie. Satzungsgemäß
übernimmt Prof. Dr. Funke die
Stelle des Zweiten Vorsitzenden. Schatzmeister
ist weiterhin Prof. Dr.-Ing. Wolfgang
Grünbein, Frankfurt.
Michael Dröscher, Jahrgang 1949, studierte
Chemie in Mainz und promovierte 1975 in
der Physikalischen Chemie bei Gerhard
Wegner. Er wurde Wissenschaftlicher Assistent
am Institut für Makromolekulare Chemie
in Freiburg, verbrachte zwischenzeitlich
ein Postdoc-Jahr bei IBM in San Jose, habilitierte
sich 1981 für das Fach Makromolekulare
Chemie an der Universität Freiburg und
wurde zum Privatdozenten ernannt. Heute
ist er außerplanmäßiger Professor an der
Universität Münster.
Sein beruflicher Werdegang in der Industrie
begann 1982 bei der früheren Hüls AG in
Marl. Von 1990 bis 1992 leitete er das Technikum
im Werk Herne, um dann die Abteilung
Kunststoffe und Umwelt zu übernehmen.
Ende 1997 wurde CREAVIS
Technologies & Innovation gegründet. Er leitete
diese Gesellschaft bis zum April 2002
und übernahm dann seine heutige Aufgabe
im Corporate Center der neuen Degussa in
Düsseldorf.
Michael Dröscher ist seit vielen Jahren Mitglied
der DBG und der GDCh, wo er z. Z.
Vorstandsmitglied der Fachgruppe Makromolekulare
Chemie ist und 2002/2003 den
Vorsitz innehatte. Von 1994 bis 2001 war er
Mitglied des CHEMRAWN Committee der
IUPAC, ab 2004 ist er Mitglied im Committee
on Chemistry and Industry (COCI).
EHRUNGEN
Klaus Peter Dinse, Prof. Dr., wurde mit dem
Bruker Prize 2005 der Electron Spin Resonance
Group der Royal Society of Chemistry
ausgezeichnet.
BERUFEN
Jürgen Janek, Prof. Dr., Inhaber des Lehrstuhls
für Physikalische Chemie der Justus-
Liebig-Universität Gießen, hat den Ruf auf
die C4-Professur für Physikalische Chemie/
Elektrochemie der Technische Universität
Dresden abgelehnt.
Dominik Marx, Prof. Dr., Inhaber des Lehrstuhls
für Theoretische Chemie der Ruhr-
Universität Bochum, hat den Ruf auf die C4
Professur für Theoretische Physikalische
Chemie der Technischen Universität Darmstadt
abgelehnt.
Heinz Rehage, Prof. Dr., Physikalische Chemie
der Universität Duisburg-Essen, Geschäftsführer
der Kolloidgesellschaft, hat
den Ruf auf den Lehrstuhl 2 der Universität
Dortmund angenommen.
GEBURTSTAGE
IM NOVEMBER 2004
Martin Jansen, Prof. Dr., Stuttgart,
60. Geburtstag am 05.
Reinhard Zellner, Prof. Dr., Essen,
60. Geburtstag am 06.
Michael Katz, Dr.-Ing., Cambs. PE28
OUT, Grossbritannien,
60. Geburtstag am 17.
Hartmut Schulze, Dr., Kaiserslautern,
60. Geburtstag am 27.
Albert Seibert, Dr., Lahnau,
65. Geburtstag am 09.
Oswald Bauer, Dipl.-Chem., Monthey,
Schweiz, 65. Geburtstag am 16.
Jürgen Heinze, Prof. Dr., Freiburg,
65. Geburtstag am 18.
Hideto Sotobayashi, Prof. Dr., Berlin,
75. Geburtstag am 01.
Lothar Endom, Dr., Seevetal,
75. Geburtstag am 28.
Walter Braun, Dr., Tübingen,
75. Geburtstag am 30.
Wolfgang Lüttke, Prof. Dr., Göttingen,
85. Geburtstag am 20.
GEBURTSTAGE
IM DEZEMBER 2004
NACHRICHTEN
Jürgen Ertel, Prof. Dr., Werben,
60. Geburtstag am 04.
Peter Laggner, Prof. Dr., Graz, Österreich,
60. Geburtstag am 10.
Klaus Funke, Prof. Dr., Münster,
60. Geburtstag am 16.
Ihsan Barin, Prof. Dr.-Ing., Aachen,
65. Geburtstag am 27.
Willi Keim, Prof. Dr. Dr. h. c., Aachen,
70. Geburtstag am 01.
Hans Kuhn, Prof. Dr., Tschingel ob
Gunten, Schweiz, 85. Geburtstag am 05.
Walter Strohmeier, Prof. Dr., Würzburg,
85. Geburtstag am 13.
171

NACHRICHTEN
NEUANMELDUNGEN
ZUR MITGLIEDSCHAFT
Nr. 78053 Dr. Robert Gdanitz, North Carolina
A&T State University, Physics
Department RM 101, Marteena
Hall, Greensboro, NC 27411,
USA (H. Behret)
Nr. 78454 Prof. Dr. Regina de Vivie Riedle,
Moorackerweg 4, 80939 München
(AGTC)
Nr. 78532 Dr. Christoph Kröhnke, Kleingasse
23, 79206 Breisach (durch K.
Reihs)
Nr. 78533 Dr. Philip Tinnefeld, Universität
Bielefeld, Universitätsstr. 25,
33615 Bielefeld
Nr. 78534 Dr. Hans Martin Senn, Max-
Planck-Institut für Kohlenforschung,
Kaiser-Wilhelm-Platz 1,
45470 Mülheim (AGTC)
Nr. 78535 Dr. Markus Pernpointner, Dammpfad
2, 69214 Eppelheim (AGTC)
VERANSTALTUNGEN/EVENTS
Tagungen der
Deutschen Bunsen-Gesellschaft
Bunsentagung 2005
5. - 7. Mai, Frankfurt
Thema: „Detektion und Dynamik einzelner
Moleküle“
Wissenschaftliche Vorbereitung: Ch. Bräuchle
(München), Th. Basché (Mainz)
Organisatorische Vorbereitung: B. Brutschy
(Frankfurt)
Information: www.Bunsentagung.uni-frankfurt.de
(Einladung in Heft 5/2004)
Bunsentagung 2006
25. - 27. Mai, Saarbrücken
Thema: „Heterogene Katalyse: Brücke zwischen
Ideal- und Realsystemen“
Wissenschaftliche Vorbereitung: R. Imbihl
(Hannover)
Organisatorische Vorbereitung: R. Hempelmann
(Saarbrücken)
172
Bunsentagung 2007
17. – 19. Mai, Graz
Thema: „Neuartige Kohlenstoffstrukturen“
Wissenschaftliche Vorbereitung: M. Kappes
(Karlsruhe), W. Krätschmer (Heidelberg) R.
Schlögl (Berlin)
Organisatorische Vorbereitung: G. Grampp
(Graz)
Allgemeine Informationen zu den Bunsentagungen:
Geschäftsstelle der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
86th International Bunsen – Discussion –
Meeting
„International Workshop on the Structure
and Dynamics of free Clusters and Nanoparticles
using short wavelength radiation“
7. – 9. September 2005, Physikzentrum, Bad
Honnef
Scientific Organization: E. Rühl, Würzburg
Information: E-Mail eruehl@physchemie.uni-wuerzburg.de
87th International Bunsen Discussion
Meeting
„Mechanically Induced Chemistry – Theory
and Experiment“
3. – 6. Oktober 2005, Tutzing
Scientific Organization:
Irmgard Frank, Andreas Zumbusch (München)
Information: E-Mail: frank@cup.uni-muenchen.de
88th International Bunsen Discussion
Meeting
„Magnetische kolloidale Flüssigkeiten: Herstellung,
Charakterisierung, Physikalische
Medizin“
19. – 22. Juli 2005, Saarbrücken
Scientific Organization:
Rolf Hempelmann, Manfred Lücke, H. Janocha
(Saarbrücken)
Information: E-Mail: hempelmann@mx.unisaarland.de
89th International Bunsen Discussion
Meeting
„Chemical processes at oxide surfaces: from
experiment to theory“
15. – 17. Juni 2005, Meschede
Scientific Organization:
Katharina Al-Shamery (Oldenburg), Christof
Wöll, Dominik Marx (Bochum)
Information: E-Mail: woell@pc.ruhr-uni-bochum.de
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
90th International Bunsen Discussion
Meeting
Time-resolved transformations in complex
molecular environments: Pushing the frontiers
in experiment and theory”
26. -27. September 2005, Göttingen
Scientific Organization: Bernd Abel, Dirk
Schwarzer (Göttingen)
Information: E-Mail: babel@gwdg.de
90. Bunsen-Kolloquium
3. Gerischer Symposium
Electrocatalysis: Theorie and Experiment
Grundlagensymposium der DBG, Dechema
und GDCh-Fachgruppe Angewandte Elektrochemie
6. – 8. Juli 2005, Harnack-Haus Berlin
Organisation: Dieter Kolb (Ulm)
Information: E-Mail: dieter.kolb@chemie.uniulm.de
(Einladung in diesem Heft)
91. Bunsen-Kolloquium
„Spectroscopy and Dynamics of Molecular
Coils and Aggregates“
5. – 6. April 2005, Göttingen
Organisation: M. Suhm (Göttingen)
Information: E-Mail: msuhm@gwdg.de
(Einladung in diesem Heft)
Deutsche Flüssigkristall-Gesellschaft
(DFKG)
33. Arbeitstagung
16. – 18. März 2005, Universität Paderborn
Information:
http://chemie.uni-paderborn.de/aktuelles/tagung/index.html
WEITERE VERSAMMLUNGEN
UND VERANSTALTUNGEN
„International Karlsruhe Nanoscience
Workshop:
Computational Tools for Molecules,
Clusters and Nanostructures“
zum 65. Geburtstages von Reinhart Ahlrichs.
23. - 26. Januar 2005, Karlsruhe
Information: http://www.ipc.
uni-karlsruhe.de/tch/iknw/index.html
Organisation :Dieter Fenske, Manfred
Kappes und Wim Klopper

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
19th Thermodynamics Conference
„Thermodynamics 2005“
6-8 April 2005, Sesimbra, Portugal
Information:
www.thermodynamics2005.web.pt/
Internationale Konferenz über Vakuum-
Mikrowägetechnik
International Conference on Vacuum Microbalance
Techniques
30. Juni – 1. Juli 2005, Breslau, Polen
Information: Dr. Grzegorz W. Ch¸adzyński,
Ul. Cincia ´ ly 12/3, PL - 50-306 Wroc ´ law 2,
Institute of Physics, Wroc ´ law University of
Technology, PL - 50-370 Wroc ´ law, ul.
Wybrzeze Wyspianskiego 27, Poland, Tel.
+48(71) 320-25-79, Fax: +48(71)328-36-96,
e-mail: grzegorz.chadzynski@pwr.wroc.pl
oder erich.robens@t-online.de
13. Tagung Festkörperanalytik/Solid
State and Surface Analysis
26.-29. Juni 2005 Chemnitz, Germany
Hauptthemen: Festkörper- und Oberflächenanalyse,
Tribologie, Nanotechnologie, Korrosion,
Katalyse, Oberflächenmodifizierung
Organisation: R. Holze
Information: Institut für Chemie, Technische
Universität Chemnitz fka2005@tu-chemnitz.de
http://www.tu-chemnitz.de/fka2005
VERSCHIEDENES
Invitation
Electrocatalysis: Theory and Experiment
as 90. Bunsen-Kolloquium of the Deutsche Bunsen-Gesellschaft
für Physikalische Chemie, jointly with GDCh Division on Applied
Electrochemistry and DECHEMA.
Berlin, July 6 – 8, 2005
Symposium organizers: K. Jüttner (Frankfurt), D.M. Kolb (Ulm),
J.W. Schultze (Düsseldorf)
DECHEMA, GDCh Division on Applied Electrochemistry and Deutsche
Bunsen-Gesellschaft jointly and annually organize a Symposium
on fundamental questions of electrochemistry. The Deutsche
Bunsen-Gesellschaft has agreed to organize every 3rd year
this symposium on a special topic of fundamental electrochemistry,
dedicated to the memory of Heinz Gerischer. The third symposium
of this series will be devoted to electrocatalysis, as this topic
has been strongly influenced by H. Gerischer. The symposium
will be co-sponsored by the International Society of Electrochemistry
There will be invited talks on electrocatalysis by former disciples,
friends and colleagues of Heinz Gerischer, in addition to short oral
and poster contributions. Invited speakers who have agreed to come:
3. GERISCHER-SYMPOSIUM
NACHRICHTEN
PCCP
Bezugspreise 2005
DBG Members: £ 180.00
DBG Corporate: £ 971.00
Full rate Non DBG: £1735.00
Bezugsadresse:
Royal Society of Chemistry
c/o Portland Customer Services
Commerce Way
Colchester
CO2 8HP U.K.
Tel: +44 (0) 1206 226050, Fax: +44 (0) 1206
226055, Email: sales@rscdistribution.org
FECS
The Division of Analytical Chemistry
of the Federation of European Chemical Societies
and Professional Institutions (FECS)
The Minutes of the DAC Annual Meeting
2004 are available: E-mail: korte@isas-dortmund.de
R. Adzic
A. Friedrich
A. Groß
J. Nørskov
S. Trasatti
C. Vayenas
W. Vielstich
M. Watanabe
Those wishing to contribute to the symposium’s programme
should send the title and a short abstract before February 28,
2005 to
Prof. Dr. D.M. Kolb
Department of Electrochemistry
University of Ulm
D-89069 Ulm
Information will be available on http://www.uni-ulm.de/ge-symp/ or
by contacting
Constanze Duvigneau, Department of Electrochemistry, University
of Ulm,
email: constanze.duvigneau@chemie.uni-ulm.de
173

NACHRICHTEN
174
91ST BUNSEN-COLLOQUIUM
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
„Spectroscopy and dynamics of molecular coils
and aggregates“
April 5-6, 2005
North Campus, Universität Göttingen, D-37077 Göttingen
The focus will be on the role of hydrogen bonds and other intermolecular
interactions in the selective aggregation of molecules
and the coiling of polymers. The fundamental understanding of
such interactions is a prerequisite for the rational design of drugs
as well as materials. It can be approached particularly well via
spectroscopic methods. Small molecular model systems provide
insights into essential interaction mechanisms, whereas synthetic
and biological polymers can offer perspectives for applications.
This Colloquium is organized by the DFG-Graduiertenkolleg (research
training group) GRK 782, see http://www.pcgg.de . Therefore,
graduate students working in the field are encouraged to attend
and to present their work at the poster session and in short
contributed talks. A limited number of scholarships are available
and there will be a reduced conference fee charged to graduate
students. All lecturers are encouraged to include a general introduction
into their research in the first part of their presentation.
15. Dezember 2004
ist der Termin zum Einreichen Ihrer Beiträge zur
Bunsentagung in Frankfurt
5. bis 7. Mai 2004,
Informationen unter www.bunsen.de oder unmittelbar unter
www.bunsentagung.uni-frankfurt.de
The program will consist of contributed and invited talks, the latter
include B. Brutschy (Frankfurt), C. Desfrançois (Paris), C. Dobson
(Cambridge), B. Hartke (Kiel), K. Kleinermanns (Düsseldorf), K. Kremer
(Mainz), H. Limbach (Berlin) and J. Rädler (München) as speakers.
It will start on Tuesday, 2 pm and end on Wednesday, at
lunch time.
Scientific Committee:
B. Abel, U. Diederichsen, C. Griesinger, K. Samwer, M. Suhm
For pre-registration and updates see
http://www.pcgg.de/91bc.html .
Call for papers
Please register on the webpage or send name, title and a short
abstract of your proposed contribution via e-mail to
jkupfer@gwdg.de, indicating whether you prefer a poster or a
20min oral presentation.

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
Renieh Dlomsrev
Dreieck oder Würfel?
Eigentlich wollte ich keinen Brief schreiben. Aber um der Salmiakpastille
willen, habe ich es schließlich doch getan. In meiner Jugend,
so gegen 1950, gab es einen Werbespruch: “... macht Kinder
froh und Erwachsne ebenso!” Mit diesem
Spruch wurde für die Salmiakpastille geworben,
die man in einer kleinen Blechdose
erstehen konnte. Den Werbespruch
gibt es noch heute. Man bringt ihn in
Beziehung zu Gottschalk, Müttern,
Gummibärchen und Plastiktüten.
Tempora mutantur..
Schade um die kleine, platte,
schwarze Raute, die Salmiakpastille.
Wie die Abbildung zeigt,
haben wir als Kinder gern 6
Salmiakpastillen auf der Haut
zu einem hexagonalen Stern
mit Spucke verklebt. Von nun an
waren der Phantasie keine Grenzen
gesetzt. Handelte es sich um
ein zweidimensionales Dreieck (Spitze
nach oben) oder um das Zwillingsgegenstück
(Spitze nach unten) ? König war
der, der mit sechs weiteren möglichst andersfarbigen
Pastillen (etwa Veilchenpastillen) einen Benzolring
als Rand legen konnte. Benzol war damals noch nicht so
giftig.
DIE LETZTE SEITE
Durch den weiteren Ring hat unsere Phantasie eine ganze Dimension
gewonnen. Aus dem flächig zweidimensionalen Stern wird eine
dreidimensionale Anordnung von Würfelzwillingen. Zwillinge,
weil zwei gleichartige jedoch unterschiedliche
Würfelsysteme sichtbar werden. Es kommt
darauf an, welche der beiden oberen
Ecken des Benzolringes man als rückseitige
Dachfläche des Würfelsystems
betrachtet, wenn es sein
muss: siehe S. 176.
Der niederländische Maler
und Graphiker M. C. Escher
(1898-1972) hat diese Zwillingbildung
als graphische
Methode eingesetzt. Ihm ist
es sogar gelungen, Wasser
bergauf fließen zu lassen. Die
Abbildung hat Ähnlichkeit mit
einem kräftig abgespeckten
Holzschnitt Eschers aus dem Jahr
1920/21.
Für Kenner: Kubisch flächenzentrierte
(fcc) Kristalle erhält man durch
ABCABCA...-Stapelung der Salmiak-Sterne. Die
Zwillingskonfiguration erhält man durch ACBACBA..-
Stapelung, also durch Rückwärtslesen. Wie könnte mein
Zwillingsbruder wohl heißen ?
175

ZEITSCHRIFT FÜR
PHYSIKALISCHE CHEMIE
INHALT HEFT 10 (2004)
Markus Drescher
Time-Resolved ESCA: a Novel Probe for
Chemical Dynamics 1147
Amalendu Pal, Suresh Kumar
Apparent Molar Volumes and Adiabatic
Compressibilities of Some Amino Acids in
Aqueous Sucrose Solutions at 298.15 K
1169
Yoshimi Sueishi, Masamichi Kasahara, Kayo
Okawa, Shunzo Yamamoto
Electron Spin Resonance Studies of Kinetic
Effects of Substituent and Crown Ether on
Intramolecular Sodium Cation Exchange in
2,5-Di-Tert-Amyl- and 2,5-Di-Tert-Butyl-1,4-
Benzoquinone Radical Anions 1187
Herausgeber:
Vorstand der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft
Klaus Funke
Hans-Jürgen Leuchs
Wolfgang Grünbein
Kuratorium:
Helmut Baumgärtel
Dieter Distler
Gerhard Ertl
Friedrich Hensel
Heinz-Georg Wagner
176
(zur Abbildung siehe vorige Seite)
IMPRESSUM
Bunsen-Magazin Heft 6, Jahrgang 6
M. S. A. El-Kader, S. M. El-Sheikh, M. Omran
Contributions of Multipolar Polarizabilities to
the Isotropic and Anisotropic Light Scattering
Induced by Molecular Interactions in Gaseous
Sulfur Hexafluoride 1197
F. Sˇimko, I. Proks, V. Daněk, M. Boča,
M. Chrenková
The Dissolution of FeO and FeF3 in Cryolite
1213
INHALT HEFT 11 (2004)
Thomas Koop
Homogeneous Ice Nucleation in Water and
Aqueous Solutions 1231
A. M. Hashem, H. Abbas, A. E. Abdel-Ghany
Electrochemical Lithium Insertion/Extraction
in Partially Reduced ?-MoO3 1259
Ender Biçer, Elif Çınar
Voltammetric Behaviour of Pentoxifylline at
Mercury Electrode 1273
Schriftleiter:
Peter C. Schmidt
Institut für
Physikalische Chemie
Technische Universität
Darmstadt
Petersenstr. 20
D-64287 Darmstadt
Tel.: 0 61 51/16 27 07
Fax: 0 61 51/16 60 15
E-Mail: bunsen@pc.chemie.tudarmstadt.de
Geschäftsführer
der Deutschen
Bunsen-Gesellschaft:
Dr. Heinz Behret
Varrentrappstr. 40–42
D-60486 Frankfurt
Tel.: 0 69/7 91 72 01
Fax: 0 69/7 91 74 50
E-Mail: h.behret@bunsen.de
Internet:
http://www.bunsen.de
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004
Jasna Lovrić, Blǎenka Foretić, Nicoletta
Burger
Spectrophotometric Studies of Reactions of
the Aquapentacyanoferrate(II) Ion with
Ketones. Kinetics and Mechanism of the
Substitution Reaction of the Aquapentacyanoferrate(II)
Ion with 1-Benzoylethylpyridinium
Chloride 1289
Anna Jakubowska
Effect of Electrolytes on the Aggregation
of Sodium Dodecyl Sulphate: the Interactions
of Different Counterions with Formed
Micelles 1297
P. Behr, A. Terziyski, R. Zellner
Reversible Gas Adsorption in Coated Wall
Flow Tube Reactors. Model Simulations for
Langmuir Kinetics 1307
M. Schnell, C. Herwig, J. A. Becker
Polyanionic Selenium Fragments and Vibrations
in NaMSeN Clusters 1329
Technische Herstellung:
Brönners Druckerei
Breidenstein GmbH
Brüningstraße 580
D-65929 Frankfurt am Main
Tel.: 0 69/26 00-319
Fax: 0 69/26 00-186
E-Mail:
g.junkuhn@broenner.de

DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT
ANKÜNDIGUNG
Organisation: Prof. Dr. Katharina Al-Shamery (Oldenburg), Prof. Dr. Christof Wöll (Bochum)
89th International Bunsen Discussion Meeting
„Chemical processes at oxide surfaces: from experiment to theory“
Metal oxides are omnipresent and thus attract considerable attention
with regard to various technologically important aspects.
Presently, the most important applications are related to heterogeneous
catalysis. A necessary – but not necessarily sufficient – condition
for unravelling the fundamental principles in this complex
field is to analyze in detail chemical reactions taking place at oxide
surfaces. Unfortunately, the experimental investigation of this class
of materials represents a formidable problem since their surfaces
often exhibit a large density of defects and are not easy to prepare.
From a theoretical point of view the investigation of these systems
is a demanding problem, too, since very often the theoretical modeling
of these
systems is complicated
by electrostaticinstabilities
in the
calculations arising
from the
charged nature
of the ionic species.
In the last
few years the
understanding
of oxide surface properties has improved significantly, mainly because
of major advances in the theoretical methodology. In addition,
the application of novel experimental techniques to study ionic
surfaces has provided new information. For example, a systematic
investigation of hydrogen atoms on single crystal oxide surfaces, a
species very crucial to determining the oxide surface chemical properties,
has only recently become possible. Also with regard to the
reaction of simple molecules on oxide surfaces recently a general
consensus appears to emerge from the theoretical and experimental
results for the geometric and electronic structure of oxide surfaces.
Particularly striking is the advance which has been achieved
with the materials ZnO and TiO2. We foresee that in the next few
years we will be able to provide a consistent description of the adsorption
and reaction of surface species leading to a full understanding
of chemical processes at these surfaces based on first principles.
Thus, bridging the materials and pressure gap to oxidic
catalysts used at high pressures will be feasible.
The 89th Bunsenkolloquium will bring together scientists active
in theory, surface science, inorganic chemistry and chemical engineering
to jointly discuss the current most pressing questions in
this field. The international conference will take place from June
15th to June 17th, 2005. The conference language is English. We
Meschede, June 15-17, 2005
NACHRICHTEN
expect between 80 and 100 attendees. There will be invited presentations
by international specialists as well as contributed talks.
At two evenings we will arrange for poster sessions.
THE MAIN FOCUS OF THE MEETING WILL BE ON
THE FOLLOWING SUBJECTS:
� Theoretical description of the adsorption of molecules and metal
particles on different metal oxide surfaces. This research will
include perfectly ordered surfaces (single crystals) as well as
„model“ defects.
� Experimental investigations on the geometric and electronic
structure of oxide surfaces and adsorbed particles.
� Kinetic studies with regard to the reaction dynamics on oxide
surfaces. Again the surfaces of single crystals are of interest as
well as surfaces of powders (microkinetic analysis). Particularly
important will be the matching of reaction dynamics determined
from research on single crystal surfaces with kinetic results
obtained from reactor studies with the corresponding oxide
powders.
PRELIMINARY LIST OF SPEAKERS:
G. Kresse (Wien), R. Catlow (London), B. Meyer (Bochum),
B. Hammer (Denmark), F. Traeger (Bochum), U. Diebold (Tulane),
G. Thornton (London), H. Maki (Tokio), C. Campbell (Seattle), O. Hinrichsen
(Bochum), M. Muhler (Bochum), F. Schüth (Mülheim),
B. Clausen (Topsoe, Denmark), F. Boccuzzi (Turin), W. Grünert
(Bochum), V. Staemmler (Bochum), K. Reuter (Berlin), R. Fischer
(Bochum), M. Drieß (Bochum)
The meeting will consist of a well balanced number of contributions
from theoretical and experimental research. An important contribution
from inorganic chemistry is expected; there are several
groups who have a strong interest in the deposition of metals on
the surface of oxide powders and the synthesis of molecular
models for active sites.
The meeting will take place at the Hotel Hennesee Residenz,
Berghausen 14, D 59872 Meschede. The hotel is situated nearby
the lake Hennesee in the northern part of North-Rhine Westfalia
and represent an ideal location for a small conference.
Meschede can be reached by German Rail (traveling time from
Dortmund 1 h, Düsseldorf airport: 2 h, Frankfurt airport: 3.5 h) and
by car.
Further travel information will be provided on the homepage of
the Sonderforschungsbereich SFB 558 (www.SFB558.de).
177

GDCH
178
BUNSEN-MAGAZIN · 6. JAHRGANG · 6/2004

�

ANKA
Materialdiagnose und Analytik
Herstellung von Mikrostrukture
- kontinuierliches Strahlungs
- 0,5 meV bis zu 40 keV
- hohe Intensität
- große Brillianz
- geringe Divergenz
- hohe Auflösung
- Polarisation
Methoden
Röntgen - Absorptionsspektroskopie
- Diffraktion - Topographie - Mikrofluo
reszenzanalyse Proteinkristallographie
LIGA (Röntgen-Lithographie, Galvanik un
Abformung): Masken und Mikrostrukturen
IR -Spektroskopie, -Mikroskopie und -Ellipso
Ausschreibung
Synchrotron Licht
Vom fernen Infrarot
zur harten Röntgenstrahlu
Freier Zugang für Wissenschaftler nach Begut
Förderung durch EU im 6. Rahmenprogramm
Antragsformula re: http://ww w .fzk.de/anka
Einsendeschluss: 05.01.2005 18 Uhr
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Institut für Synchrotronstrahlung
Postfach 3640, 76021 Karlsruhe
ANKA User Office: +49(0)7247 / 82-6188