Herausforderungen an die Abgasreinigung von morgen - Deutsche ...

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DEUTSCHE BUNSEN-GESELLSCHAFT Was können wir Physikochemiker noch tun? Um die Qualität in unserem Fach zu sichern, stellen wir derzeit in der Unterrichtskommission zusammen, welche Strukturen an den einzelnen Universitäten aufgebaut worden sind. Eine Übersicht über die existierenden Physikochemie-Module wird demnächst über die Internetseite der Bunsen-Gesellschaft verfügbar sein. Wir wollen dann inhaltliche Empfehlungen für Basismodule erarbeiten, um eine gewisse Austauschbarkeit im Bachelor-Studiengang zumindest in der Physikalischen Chemie zu gewährleisten, wenn es an die Überarbeitung der neuen Studiengänge geht. Im Master-Bereich wird jede Universität sicher ihre Spezialitäten verfolgen, so dass dort keine Absprachen erforderlich sind. Promotionsstudiengänge? Diese Frage ist aus den genannten Gründen nun gerade in der Chemie von ausgesprochener Bedeutung. Auch hier gibt es einen Wust an Modellen. Die Rede ist von 12-60 Kreditpunkten pro Jahr. Einige Universitäten diskutieren einen alles übergreifenden Promotionsstudiengang für die gesamte Universität. Sogar Äußerungen von Politikern soll es geben, dass man den Doktortitel über ein erfolgreiches Promotionsstudium erhalten kann, ohne wissenschaftlich gearbeitet zu haben. Nun, da ist das Statement der Unterrichtskommission ganz leicht: Keine Trockenpromotion! In Empfehlungen der GDCh ist von mehrfachen schriftlichen Prüfungen pro Semester die Rede, damit die Kreditpunkte für die Module verteilt werden können. Auch hier gibt es ein eindeutiges Votum aus der Unterrichtskommission: keine Klausuren in der reinen Promotionsphase! Die Unterrichtskommission hält maximal 3-4 Vorlesungen für sinnvoll. Ebenso heiß diskutiert wird, automatisch Bachelorstudierende in den Promotionsstudiengang aufzunehmen, wenn ein bestimmter Notendurchschnitt erreicht wurde. Wie auch immer das im einzelnen geregelt wird, sollte klar sein, dass diese Studierenden zunächst im ersten Jahr schwerpunktmäßig zusätzliche Vorlesungen besuchen sollten, wobei empfohlen wird, die Studierenden dann im ersten Jahr nicht zu bezahlen. Maximal 5-10% aller Promovierenden sollten dieses Privileg, direkt vom Bachelor in den Promotionsstudiengang zu wechseln, maximal erhalten. Die Bezahlung dieser LEITARTIKEL Studierenden ist übrigens von eigener Problematik, ist der Bachelorabschluß ja schließlich berufsqualifi zierend. Eröffnet man die Möglichkeit, einen Master als Zusammenfassung des ersten Teils der Promotion und bei erfolgreichem Besuch entsprechender Vorlesungen zwischenzeitlich einzureichen, wäre dies möglicherweise elegant gelöst. Da sicher keiner von uns insbesondere an den kleinen und mittelgroßen Universitäten unter Beschäftigungslosigkeit leidet, ist es sicher ebenfalls wichtig, dass externe Gutachter nur für das Prädikat „Summa“ herangezogen werden sollten. Wenn man neben dem eigentlichen Betreuer zusätzliche Mentoren obligatorisch während der Promotion einbeziehen will, sollte sich das auf einen beschränken. Vorträge auf Tagungen und Betreuung von Praktika sollten im Programm auftauchen. Denken Sie daran, Ihre Promotionsstudiengänge so forschungsnah wie möglich zu gestalten! Sommerschulen können dabei eine dominante Rolle spielen. Solche Programme kosten natürlich viel Geld. Andererseits sollten keine Studiengebühren von Teilnehmern bezahlt werden, die selber in der Lehre arbeiten. Dies wäre absurd. Möglicherweise werden kleinere Universitäten daher nicht automatisch Promotionsstudiengänge in jedem einzelnen Fach anbieten können. Würde ein derartiger Promotionsstudiengang damit automatisch zu einem Kriterium für „Elite“ werden? Um doch noch mitzugestalten, gibt es die Möglichkeit interdisziplinäre Promotionsstudiengänge in den Forschungsschwerpunkten der Universität einzurichten. Aber um alle Unsicherheiten auszuräumen: Das Promotionsrecht hat prinzipiell nach wie vor die Fakultät oder der Fachbereich. Dies ist verbrieftes Recht der Universitäten und kann durch kein Landesgesetz einfach geändert werden. So wird es immer die Möglichkeit geben, auch außerhalb eines Promotionsstudiengangs zu promovieren. 162
ASPEKTE Thomas Sottmann 163 BUNSEN-MAGAZIN · 8. JAHRGANG · 6/2006 MICROEMULSIONS: FROM SCIENCE TO APPLICATION 1. INTRODUCTION Microemulsions are macroscopically isotropic mixtures of at least a hydrophilic, a hydrophobic and an amphiphilic component. Their thermodynamic stability distinguishes them from ordinary emulsions which are thermodynamically unstable. They were fi rst observed by Schulman [1] and Winsor [2] in the fi fties of the past century. While the former observed an optically transparent and thermodynamically stable mixture by adding alcohol, the latter induced a transition from a stable oil-rich to a stable water-rich mixture by varying the salinity. In 1959 Schulman [3] introduced the term “micro-emulsions” for these mixtures which were later characterized to be nano-structured. Within the last 30 years microemulsions have attained increasing signifi cance both in basic research and in industry. This fact becomes obvious considering the number of publications on microemulsions. A survey of paper titles, abstracts and keywords reveals that the number of papers appearing on the subject of microemulsion (s) increased within the last 30 years from 474 in 1976-1985 to 2508 in 1986-1995 and to 6691 in 1996-2005 1 . That microemulsions offer also a high potential for numerous practical applications can be deduced from the number of patents fi led on this topic. The survey of patents titles and abstracts on microemulsion (s) show an increase from 159 in 1976-1985 to 805 in 1986-1995 and to 2107 in 1996-2005. 2 Their miscellaneous usability in cosmetics and pharmaceuticals, tertiary oil recovery, washing processes and chemical reactions (nano-particle synthesis, polymerization, catalytic reactions) or other technical processes (extractions) is possible due to their special properties. Microscopically, the amphiphilic molecules form an extended interfacial monolayer separating hydrophilic and hydrophobic nano-domains of adjustable size and shape. The preferential adsorption of the amphiphiles in the interface reduces the interfacial tension between the polar and non-polar solvent to nearly zero which in turn permits thermal energy to disperse the two incompatible solvents into each other. In practical applications, however, microemulsions are frequently multicomponent mixtures. Salt solutions, and other polar solvents or monomers can be used as hydrophilic component. The hydrophobic component, usually referred to as oil may be an alkane, triglyceride, supercritical fl uid, monomer or a mixture thereof. Dr. Thomas Sottmann Institut für Physikalische Chemie, Universität Köln Luxemburger Straße 116 D-50939 Köln Tel.: +49 (0) 221 4706308 Fax: +49 (0) 221 4705104 thomas.sottmann@uni-koeln.de Industrially used amphiphiles include soaps, surfactants as well as medium chained alcohols and amphiphilic polymers, known as co-surfactant. This Aspekte article presents the basic properties of microemulsions concentrating on the close connection between the phase behaviour and the interfacial tensions as well as on the fascinating microstructure. Afterwards it will be shown, that we could use these properties to dramatically enhance epoxidation rates [4], degrease animal skins [5-7] and to produce nano-foams [8]. 2. MICROEMULSIONS – BASIC FEATURES The extensive research on microemulsions was stimulated by the two oil crises in 1973 and 1979. To optimize oil recovery the technique of fl ooding the oil reservoirs with a water-surfactant mixture was considered using the ultra-low interfacial tensions to remove the oil entrapped in the rock pores by forming a microemulsion. Obviously this method of tertiary oil recovery requires the understanding of the phase behaviour and interfacial tensions of mixtures of water/salt, crude oil and surfactant [9]. These in-depth studies were carried out in the 1970s and 1980s yielding the precise knowledge of the phase behaviour of microemulsions stabilized by non-ionic [10,11] and ionic surfactants [12-14] and mixtures thereof [15]. The infl uence of additives, like hydro- and lyotropic salts [16], short and medium chain alcohols (co-surfactant) [17] on both non-ionic [18] and ionic microemulsions [19] was also studied in detail. The most striking and relevant property of microemulsion systems in technical applications is the low or even ultra-low interfacial tension between the water- and the oil excess phase in the presence of a microemulsion phase. Its variation with salt [20] or alcohol concentration [21] and temperature [22] as well as its interrelation with the phase behaviour [23,24] can be regarded as well understood. From the late 1980’s the research on microemulsions turned to the understanding of the fascinating microstructure of these mixtures. Microemulsions are stabilized by the surfactant fi lm forming at the microscopic water/oil interface. Different methods such as NMR-self diffusion [25,26], Transmission Electron Microscopy (TEM) [25,27] and scattering techniques (small angle X-ray (SAXS) [28] and neutron scattering (SANS) [21,29]) provided large pieces in the puzzle of the manifold structure of microemulsions [30]. A recent overview of the state of the art of microemulsion research which contains the basic features of microemulsions as well as their theoretical description is given in Ref. [31]. 1 ISI Web of Knowledge, Science Citation Index Expanded. 2 European Patent Office, esp@cenet.
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