Bunte Chemie

Kommen wir mal wieder zur Chemie. Und zwar einem Aspekt der Chemie ohne den unser Alltag um einiges trister und im wörtlichen Sinn grau wäre: Farben !

Von den Buntstiften unseres Nachwuchses, über den Lack auf unserem Auto, der der Bemalung der Porzellantasse aus der wir jeden Morgen unseren Kaffee schlürfen, bis hin zu Farbstoff im Essen (weniger schön, wenn dieser synthetisch und künstlich zugesetzt ist). „Doch Halt !“, mag das da Mancher argumentieren, „Sind nicht auch die Blumen auf der Wiese oder z.B. die Flügel des Schmetterlings schön bunt und farbenfroh?“. „Völlig richtig“, antwortet da der Chemiker, „aber wir wollen auch nicht vergessen, dass Mutter Natur eine sehr begabte Chemikerin ist !“.

Warum ist Farbe bunt ?

Alle Farbe steckt im Licht. Klingt erst einmal ziemlich esoterisch, aber im Dunkeln ist bestenfalls gut munkeln, aber ohne Licht sieht man nun mal nichts. Guckt man sich das Sonnenlicht an einem klaren Sommertag an, dann erscheint es farblos. Betrachtet man es jedoch durch ein Prisma, dann sieht man, dass das weiße Licht aus mehreren farbigen Komponenten zusammen gesetzt ist oder präziser ausgedrückt: das weiße Licht (polychromatisch = vielfarbig) ist eine Überlagerung von Licht mehrerer Wellenlängen. Licht einer einzigen Wellenlänge (monochromatisch), wie z.B. 450 nm ist zum Beispiel blau-violett, während solches mit der Wellenlänge 600 nm rot-orange ist.

Absorption !

Kommen wir nun zu den Farbstoffen. Wir können einen Gegenstand sehen, wenn Licht auf ihn fällt und er dieses zu uns reflektiert. Werden alle Wellenlängen reflektiert, erscheint der Gegenstand weiß. Absorbiert der Gegenstand jedoch bestimmte Wellenlängen, d.h. entfernt er diese aus dem reflektierten Licht, nehmen wir ihn als farbig wahr. Fällt das Licht z.B. auf einen roten Apfel, schluckt dieser die blauen und grünen Anteile und wir sehen die Farbe Rot, also die Komplementärfarbe zu Blau-Grün. In der Regel ist dieses rote Licht aber trotzdem nicht monochromatisch, sondern enthält immer noch eine Kombination zahlreicher Wellenlängen, erscheint uns aber aufgrund des Nichtvorhandenseins der Komplementärfarben trotzdem rot. Man spricht hier auch von subtraktiver Farbmischung, weil bestimmte Farben aus dem Licht abgezogen, sprich subtrahiert werden.

Elektromagnetische Strahlung von Radiowellen bis zur Gamma-Strahlung – in der Mitte: sichtbares Licht !

Jetzt wird’s physikalisch

Damit ein Stoff Licht absorbieren kann, benötigt er einen Chromophor (griechisch χρῶμα chrṓma ,Farbe‘, φορός phorós ‚tragend‘). Dies ist ein strukturelles Element mit delokalisierbaren pi-Elektronen, oder einfacher ausgedrückt mit „beweglichen“ Elektronen, die man durch Zuführung von Energie aus ihrem Grundzustand in ein energetisch angeregten Zustand heben kann. Je größer die Lücke zwischen diesen Zuständen ist, die überbrückt werden muss, desto mehr Energie in Form von Licht ist notwendig. Am energiereichsten ist blaues Licht (kurze Wellenlänge), während rotes Licht (große Wellenlänge) am anderen Ende der Energieskala liegt. Dabei wird immer nur die Wellenlänge absorbiert, deren Energie der Lücke zwischen den Zuständen des Chromophors entspricht. Ergo: Der Farbstoff absorbiert nur ganz bestimmte Wellenlängen aus dem polychromatischen Licht und es entsteht ein ganz bestimmter Farbeindruck. Besonders ausgedehnt ist der Chromophor im Graphit, welches eine Blätterteig-artige Struktur aus mehreren Lagen eines aus Benzolringen aufgebauten Wabenmusters ist. Hier sind die Elektronen besonders stark delokalisiert, weswegen ein sehr breites Spektrum an Wellenlängen absorbiert wird. Graphit ist deswegen schwarz.

Natürlich behält das angeregte Elektron nicht die Energie, sondern gibt diese nach kurzer Zeit wieder ab (ansonsten wäre die Fähigkeit zur Absorption irgendwann erschöpft und unser Farbstoff irgendwann nicht mehr farbig). Die Energie wird in den meisten Fällen in Wärme umgewandelt, kann bei besonderen Farbstoffen aber auch auf anderen Wegen, z.B. durch Aussenden von farbigem Licht wieder abgegeben werden. Dies kennen wir z.B. von Banknoten, die wenn wir sie mit UV-Licht bestrahlen fluoreszieren oder von den beliebten Leuchtsternen, die, einmal mit Licht „aufgeladen“ gelb-grün an der Kinderzimmerdecke leuchten (Phosphoreszenz).

Tintenblau und weißer Killer

Bleiben wir bei organischen Farbstoffen und dort bei einem besonders bekannten Beispiel: der blauen Tinte aus dem Füllfederhalter, die vermutlich jeder einmal beim Schreibenlernen in der Grundschule benutzt hat (bevor man später zu Kuli und/oder Finelinerstiften umgestiegen ist). Hier kommt z.B. der Farbstoff Wasserblau zum Einsatz, der nicht nur schön blau und relativ ungiftig ist, sondern auch wasserlöslich.

Wasserblau - mit und ohne Tintenkiller
Wasserblau – mit und ohne Tintenkiller

Sehr zur Freude vieler Grundschüler besitzen nun dieser Triphenylmethan-Farbstoff den Vorzug, dass man ihn mit einem Tintenkiller bearbeiten kann, wodurch das Geschriebene unsichtbar wird. Hässliche Tintenkleckse und Schreibfehler können so diskret kaschiert werden.

Diese bereits im Kaiserreich unter dem Namen Radierwasser auf den Markt gekommenen Präparate funktionieren dadurch, dass an das zentrale Kohlenstoffatom eine OH-Gruppe oder eine Sulfitgruppe angelagert wird, wodurch die für den Chromophor notwendige Kette von Doppelbindungen unterbrochen wird und der Farbstoff farblos wird.

Doch Obacht ! Das Geschriebene verschwindet nicht, sondern wird nur unsichtbar ! So lässt sich das vermeintlich Gelöschte durch Salzsäure- oder Essigdampf, sprich durch Einwirkung einer Säure wieder zum Vorschein bringen, indem der ursprüngliche Farbstoff regeneriert wird. Auch ein jahrelanges Liegen an Luft kann durch Oxidation die Schrift zumindest teilweise wieder sichtbar machen.

Dies geht natürlich nicht nur mit blauer Tinte: Prinzipiell geht dies auch mit anderen geeigneten Triphenylmethan-Farbstoffen. Ein Beispiel, dass ich aus eigener Anschauung aus meiner Kindheit her kenne sind die Malmäuse und der Löschkater:

Malmäuse - Ein Hoch auf die 80er
Malmäuse – Ein Hoch auf die 80er

Elf farbige Filzstiftmäuse, die von ihrem Antagonisten dem weißen Löschkater getilgt werden. Leider betrachtete meine Mutter die enthaltenen Chemikalien mit einer gehörigen Portion Argwohn, weswegen der Löschkater, der faszinierendste Teil des Sets, leider unter Verschluss blieb.

Geheime Botschaften

Hier sind wir dann auch nicht mehr weit von Geheimtinten entfernt, also Tinten, die im getrockneten Zustand farblos sind und erst durch Behandlung mit einem Reagenz wieder sichtbar werden. Nimmt man zum Beispiel die farblose Form des pH-Indikators Phenolphthalein zum Schreiben und bedampft das Schriftstück später mit Ammoniak, tritt die Schrift violett hervor. Alternativ kann man auch seine Nachricht mit einer schwachen Säure auf Papier schreiben. Erwärmt man den Brief dann später, beginnt das Papier sich an der beschrifteten Stelle zu zersetzen und färbt sich braun. Ein beliebter Versuch für Kinder benutzt hierfür z.B. Zitronensaft und ein Bügeleisen.

Da sich solche Tinten ausgezeichnet für den diskreten Versand von pikanten Liebesbriefen eignen, bürgerte sich auch der Begriff „sympathetische Tinte“ (von griech. Sympatheia „Zuneigung“) ein. Der römische Dichter Ovid empfahl hierfür auch die Benutzung von Milch, die sich durch Bestäuben mit Ruß wieder sichtbar machen lassen sollte. Einen ähnlichen Verwendungszweck hatten sogenannte Damentinten: Hier war die Nachricht zunächst offen lesbar, verblasste aber mit der Zeit durch offenen Zutritt von Luft. Also ideal um dem Liebhaber zu schreiben, ohne für den Vormund oder den gehörnte Ehemann später verfängliche Schriftstücke zu hinterlassen. Also eine frühe Form des heute benutzten Snapchats.

Bunte Tinte ? Nicht für Jedermann !

Warum sich bei der Tinte letztendlich der Farbton Blau durchgesetzt hat, ist durch einfache Google-Recherche nicht ganz zu klären, wenn auch sich diverse Hinweise finden lassen. Erst einmal: Früher war Tinte eher braun bis schwarz. Synthetische Farbstoffe kamen erst in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf und begründeten den Aufstieg der chemischen Industrie. Davor beinhalteten Tintenrezepturen schwarzen Ruß und/oder ein Gemisch aus Eisen(II)sulfat und den Saft von Galläpfeln. Zunächst war eine solche Eisengallustinte eher von schwacher Farbe, aber sobald das Eisen vom Luftsauerstoff in die Oxidationsstufe III oxidiert wurde, bildete sich mit der Gallussäure aus den Galläpfeln ein schwarzer, unlöslicher und damit dokumentenechter Farbstoff. Nachteil: Bekleckerte Textilien lassen sich nur schwer reinigen und das saure Eisensalz zersetzt über längere Zeiträume das Papier. Um der Tinte aber etwas mehr Farbkraft zu verleihen, bevor sie völlig oxidiert ist, setzte man der Tinte später den synthetischen Farbstoff Methylenblau zu. Der Eisenanteil hat sich dann im alltäglichen Gebrauch verloren, die blaue Farbe ist geblieben.

Wenn ich mich an meine Schulzeit erinnere, war die Benutzung von blauer Tinte bei Klassenarbeiten streng vorgeschrieben. Eben um eine zweifelsfreie Unterscheidung von der Korrektur des Lehrers mit roter Tinte zu gewährleisten. Grün war wiederum nur dem Schuldirektor vorbehalten.

Vorbild ist hier wohl die Vorschrift zu Aktenvermerken in Bundesministerien1: Grün bleibt dem Minister vorbehalten, Parlamentarische Staatssekretäre benutzen violett, Staatssekretäre nehmen den Rotstift, Abteilungsleiter blau und deren Unterabteilungsleiter benutzen den Braunstift, wenn sie am Seitenrand einen Vermerk anbringen. Ordnung muss schließlich sein.

Ein weiterer Vorteil von blauer Tinte gegenüber schwarzer, der aber erst in modernen Zeiten zum Tragen kam: Durch die Farbe der Tinte kann man das Original leicht von schwarz-weißen Fotokopien unterscheiden. Wobei dieser Vorteil durch das Aufkommen von preisgünstigen Farbdruckern sicherlich auch mittlerweile überholt ist.

  1. Nachzulesen in Anlage 2 zu §13 Abs. 2 der Gemeinsamen Geschäftsordnung der Bundesministerien (GGO)

Elementary

Auch in mir steckt ein kleiner Nerd. Und als Chemiker ist es da nicht verwunderlich, wenn man eine Brotdose mit dem Periodensystem der Elemente besitzt.

Für viele macht diese tabellarische Übersicht über die Bausteine der Materie einen substanziellen Teil des Missvergnügens aus, den sie mit dem Chemieunterricht in der Schule verbinden. Geradezu unerträglich und extrem schwierig erscheint Ihnen der Gedanke als Chemiestudent das PSE auswendig zu lernen.

Doch so schwer ist dies gar nicht. Das geht sogar ohne die dahinter verborgenen Gesetzmäßigkeiten zu kennen. Wie so oft im Leben braucht man nur eine gute Eselsbrücke.

  1. Spalte (1. Hauptgruppe, Wasserstoff & die Alkalimetalle):

Heisse Liebe Nachts Kann Räuber beim Cusehen Freuen1

  1. Spalte (2. Hauptgruppe, Erdalkalimetalle)

Bei Maggie Cann Sir Baltimore Rackern.

  1. Spalte (3. Hauptgruppe, Erdmetalle)

Bei Aldi Gabs Indische Teller

  1. Spalte (4. Hauptgruppe, Tetrele)

Cicero Sieht Gerne Sahne Plumbsen

  1. Spalte (5. Hauptgruppe, Pnicogene)

EiN PAsSbBild

  1. Spalte (6. Hauptgruppe, Chalkogene)

Otto Sucht Seinen TeePott

  1. Spalte (7. Hauptgruppe, Halogene)

Fluor, Chlor, Brom, Iod – Und schon sind alle Mäuse tot.

  1. Spalte (8. Hauptgruppe, Edelgase)

Hey, Neun Araber Kriegen Xehn Radieschen

Die Nebengruppen kann man sich horizontal wie folgt merken:

Scotch-Trinker Verlassen Craftlos manches Fest. Costeten Nichts Culinarische Z(n)uvor

Yvonne Zerstört Neben Modernster Technik RuRhPoldis Silberne Cd

Häufig Tauschen Wahre Ostfriesen Ihr Platin Gold und Quecksilber

Und das sind noch nicht mal alle Elemente. Es fehlen noch die seltenen Erden (Lanthanoide auf Fachdeutsch) und so einige radioaktive Strahlemänner. Uran & Plutonium fehlen z.B. in der Aufzählung. Insgesamt gibt es 118 Elemente. 80 davon sind stabil, 93 kommen natürlich vor, 25 können nur künstlich hergestellt werden. Die Herstellung neuer schwerer Elemente in Teilchenbeschleunigern scheint wohl eine Art Leistungssport und Wettstreit unter den Kernphysikern zu sein, denn in Flaschen füllen lassen sich diese Elemente wohl kaum. Nehmen wir zum Beispiel den jüngsten Sproß der Familie, Oganesson2 (Og, Ordnungszahl 118): Mit einer Halbwertzeit3 von kurzen 0,89 Millisekunden gehört es noch zu den stabileren superschweren Elementen. Da auch nur wenige Atome aufeinmal erhalten wurden, kann man verständlicherweise keine Chemie damit machen, so dass die Entdeckung dieses Elements von rein akademischem Interesse ist und nur zum Angeben in Wissenschaftlerkreisen taugt.

Aber es gab auch Zeiten, da kam die Wissenschaft mit deutlich weniger Elementen aus. Tatsächlich gab es bei den alten Griechen Anhänger der Theorie, dass alle Materie aus einem Urelement aufgebaut ist. Bei Thales von Milet war dies Wasser (ist in ausreichender Menge vorhanden), bei Anaximenes Luft (wird zum Mittelpunkt des Universums zu Wasser und Erde verdichtet) und bei Heraklit war es das sehr wandelbare Feuer.

Die klassischen 4 Elemente

An diesem Punkt kam nun Empedocles, der das ganze zur 4-Elementen-Lehre zusammenfasste: Im Prinzip beschreiben die 4 Elemente Eigenschaften, die unseren heutigen Aggregatzuständen entsprechen: Wasser ist flüssig, Erde ist fest und Luft ist gasförmig. (Feuer würde dem erst in jüngerer Zeit entdeckten Zustand Plasma entsprechen, kann aber im Kontext der alten Griechen erstmal ignoriert werden). Diese ewig existierenden und unveränderlichen Grundsubstanzen findet man dieser Lehre nun in verschiedenen Mischungsverhältnissen in allen uns bekannten Materialien. Dies ist im Grundgedanken gar nicht mal sooo weit von unserem heutigen Verständnis entfernt. Im Detail ist es zwar irgendwie logisch, aber dennoch falsch: Ist etwas fest & hart, enthält es ein großes Maß des Elements Erde, bei einer Flüssigkeit dominiert eher das Element Wasser und so weiter. Alkohol z.B., eine brennbare Flüssigkeit könnte dieser Logik folgend z.B. sowohl Wasser als auch Feuer enthalten.

Wenn man aber schon mal dabei ist ein System aufzustellen, dann kommt man schnell in Versuchung auch noch andere Aspekte damit zu erklären. Indem den Elementen bestimmte Gottheiten des griechischen Pantheons zugeordnet wurden, erhielten sie zusätzlich noch eine Reihe von Attributen und Eigenschaften: So lässt sich die Kraft des Feuers mit dem Göttervater Zeus in Verbindung bringen sowie mit den Eigenschaften Zielstrebigkeit, Kraft und Ehrgeiz. Luft ist flexibel, quirlig und veränderlich. Dementsprechend dauerte es nicht lange, bis man menschliche Gemütszustände oder auch medizinische Probleme mit einem Ungleichgewicht der Elemente zu erklären suchte und durch Zuführung des mangelnden Elements über eine seiner zahlreichen Mischformen dem Leiden entgegenwirken versuchte.

Wir sehen der Übergang zwischen Wissenschaft und Esoterik war fließend. Und der Weg vom Naturforscher und Universalgelehrten der Antike zum Alchemisten nicht weit. Doch vier Elemente reichten noch nicht aus. Die Alchemisten des Mittelalters bauten noch ein fünftes Element, den Äther, der den anderen ursächlich innewohnt und zur Umwandlung der Elemente beiträgt und demnach – sehr passend – auch Quintessenz genannt wurde.

So nahm der Hokus Pokus seinen Lauf, der zwar auch nützliche Dinge hervorbrachte, wie die Entdeckung des europäischen Porzellans durch den Alchimisten Böttger, aber mit der modernen Chemie bestenfalls nur rudimentäre Gemeinsamkeiten hatte.

Dies sollte sich erst mit dem Engländer Robert Boyle (1627 – 1692) ändern, der zwar noch versuchte die Elemente in einander umzuwandeln und Gold mit dem Stein der Weisen zu gewinnen, der aber in seinem Buch „The Sceptical Chymist“ (Der skeptische Chemiker) forderte, gründliche experimentelle Untersuchungen anzustellen und die 4-Elemente-Lehre der Antike ablehnte. Als Begründer der chemischen Analyse fand er heraus, dass sich z.B. Holz durch trockene Destillation in Kohle und „Holzgeist“4 zerlegen lässt und demnach kein Element sein kann.

Robert Boyle, der Skeptiker

Der Franzose Antoine Lavoisier (1743 – 1794) war es dann der erstmals die moderne Definition eines Elements als „Stoff, der sich nicht weiter in andere Stoffe zerlegen lässt“ festlegte. In eben jene Zeit fällt auch die beginnende Entdeckung vieler chemischen Elemente oder Identifikation bekannter Stoffe als solche. Nun füllte sich also der Baukasten der Chemiker und man gewann auch erste Erkenntnisse darüber, wie man aus diesen Bausteinen neue Substanzen erschafft. Es wurde gemessen, beobachtet und analysiert, was das Zeug hält. Mit der Definition des Elements, war es nicht mehr Weit bis zum Konzept des Atoms, welches von Dalton im Jahre 1809 postuliert wurde: „Elemente bestehen aus für das jeweilige Element charakteristischen, in sich gleichen und unteilbaren Teilchen, den Atomen“

Chemie war damit nicht mehr die Veränderung eines mehr oder minder esoterischen Fluidums, sondern die Umgruppierung dieser Bausteine, die in einem bestimmten festen Verhältnis erfolgt.

Anhand der gefundenen Eigenschaften der Elemente und ihrer Atommasse versuchte man nun eine Systematik aufzustellen, anhand derer man die Eigenschaften der Elemente erklären und auch vorhersagen könnte. Während erste Ordnungsversuche mehrere isolierte Gruppen von Elementen unter Anwendung verschiedener Ordnungskriterien hervorbrachten, waren es die Herren Meier und Mendelejew, die unabhängig von einander eine Tabelle aufstellten, die erstmals alle Elemente, sortiert nach ihrem Atomgewicht und gruppiert nach ihren Eigenschaften, beinhaltete und damit Grundlage für unser modernes Periodensystem bildet. Mit 63 Elementen war dies natürlich im Vergleich zum heutigen Stand der Technik noch unvollständig, was damals auch Mendelejew auffiel, da die Periodizität seines Systems einige Elemente vorhersagte, die noch nicht entdeckt waren.

Das Periodensystem: der moderne Nachkomme der Vier-Elemente-Lehre

Mit den stetig wachsenden Kenntnissen des Atombaus und der Quantenmechanik, konnte man auch schließlich recht genau erklären, wie es zur Systematik hinter dem Periodensystem kommt und warum die Elemente chemisch sich so verhalten wie sie es nun einmal tun.

Interessant wurde es dann 1896 als der Franzose Henri Becquerel die Radioaktivität entdeckt, die auf den Zerfall von Atomkernen zurückzuführen ist. Demnach war also die Atome doch nicht so unveränderlich wie ursprünglich angenommen. Ein radioaktives Element zerfällt unter Aussendung radioaktiver Strahlung in ein anderes Element.

Eine simplifizierte Skizze des Bohrschen Atommodells ist heute das Sinnbild für "Atom"

Eine simplifizierte Skizze des Bohrschen Atommodells ist heute das Sinnbild für „Atom“

In dieser Zeit war es dann auch, dass der Brite Ernest Rutherford und der Däne Niels Bohr ein Modell darüber aufstellten, wie das Atom in seinem Inneren aufgebaut ist: Negativen Elektronen kreisen auf definierten Bahnen oder genauer gesagt Orbitalen um den positiv geladenen Atomkern, der wiederum aus weiteren Teilchen, den positiven Protonen und den neutralen Neutronen aufgebaut ist.5 Und unteilbar ist das Atom (von altgriechisch ἄτομος átomos‚ unteilbar) auch nicht, wie Otto Hahn und Fritz Straßmann 1938 experimentell mit der Entdeckung der Kernspaltung zeigen konnten.

Nuclear Fission Experimental Apparatus 1938 - Deutsches Museum - Munich

Doch was man spalten kann, dass kann man doch auch sicher künstlich zusammenfügen? Tatsächlich gelang diese Umwandlung schon 1 Jahr vor der Kernspaltung, nämlich als es Segré und Perrier gelang das lange vergeblich gesuchte instabile Element Technetium aus einer mit schweren Wasserstoff beschossenen Molybdänfolie zu isolieren. Bei diesem Bestrahlungsvorgang wird ein Neutron & ein Proton in den Atomkern des Molybdäns eingebracht, wodurch das Technetium, das erste künstlich gewonnene Element, entsteht. Apropos künstlich… Wie kommt es, dass man die Nachbarelemente in der Natur findet und nur das Technetium selbst ins Dasein zwingen muss ? Dieses Element ist leider instabil und unterliegt radioaktivem Zerfall. Sprich: Lag es bei der Entstehung der Erde einmal im Erdreich vor, ist es mittlerweile zerfallen und wird nur in sehr geringem Maße wieder aus schwereren radioaktiven Elementen nachgebildet. Uran z.B. ist zwar ebenfalls instabil, doch sein Zerfall schreitet langsam genug voran, dass man es in der Erde finden kann.

Und wie so in der Wissenschaft nun einmal ist, kam es wie es kommen musste: Ist die Pionierarbeit erst einmal vollbracht, beackern auch andere Wissenschaftler das Feld. 118 Elemente zählt das Periodensystem nun und es wird fleißig weiter geforscht. Und so schließt sich der Kreis: Der Traum der Alchemisten, Elemente in einander umzuwandeln, wird Realität.


  1. Ok. Eigentlich heißt es Zusehen, aber hier machen wir uns die phonetische Ähnlichkeit zwischen den Verb zusehen und dem Namen Cäsium zu nutze…
  2. Klingt, zwar wie der Name eines armenisch-georgischen Physikers, ist aber ein chemisches Element
  3. Zeitspanne, nach dem eine Menge eines radioaktiven Isotops zerfallen ist
  4. Oder in moderner Sprache: Methanol.
  5. Und mittlerweile weiß man, dass selbst Neutronen & Protonen wiederum aus noch kleineren Teilchen bestehen…

Von noblen und nicht ganz so noblen Preisen

Jedes Jahr Ende September / Anfang Oktober hält die wissenschaftliche Welt den Atem an in Erwartung der Verkündung der diesjährigen Nobelpreise in Medizin & Physiologie, Physik und Chemie, gefolgt von den Preisen für Literatur und Bemühungen um den Weltfrieden. Kurzum: Es wird getreu den Vorgaben Alfred Nobels, dem Erfinder des Dynamits, ein Preis „an diejenigen ausgeteilt […], die im vergangenen Jahr der Menschheit den größten Nutzen erbracht haben“.

Goldmedaille für Wissenschaftler

Darunter findet man zahlreiche kluge Köpfe mit ihren mehr oder weniger der Allgemeinheit bekannten bahnbrechenden Entdeckungen wie Albert Einstein (für den photoelektrischen Effekt, nicht etwa wie viele annehmen für die Relativitätstheorie), Otto Hahn (für die Entdeckung der Kernspaltung), Kary Mullis (Polymerase-Kettenreaktion, essentieller Schritt bei der Untersuchung des genetischen Fingerabdrucks), Watson & Crick (Doppelhelix-Struktur der DNA) und viele Andere.

Während der Nobelpreis also große Aufmerksamkeit genießt und schon sprichwörtlich als Sinnbild für den ultimativen Preis gilt, haben nur wenige bislang vom Ig-Nobel Preis gehört. Unbekannt, aber nicht weniger bemerkenswert. Dieser eher satirisch gemeinte Preis zeichnet wissenschaftliche Leistungen aus, die „Menschen zuerst zum Lachen, dann zum Nachdenken bringen“.

Während der Großteil der damit ausgezeichneten Forschung kuriose, unerwartete oder auch humoristische Qualitäten besitzt und deswegen ins Auge der Öffentlichkeit gerückt werden soll (etwa für den Nachweis, dass schwarze Löcher technisch alle Kriterien erfüllen, die Hölle zu beherbergen), gibt es auch das etwas ernstere Szenario das vermittels Satire Kritik an Phänomenen des Zeitgeschehens geübt werden soll. Etwa wenn das Kansas State Department of Education einen Preis in der Kategorie Bildung für die Förderung des Kreationismus im Biologieunterricht verliehen bekommt oder die Premierminister von Indien & Pakistan den Friedenspreis für den militant friedlichen Einsatz von Kernwaffen.

Verliehen wird der Ig-Nobelpreis von der im Umfeld der Harvard Universität erscheinenden Zeitschrift Annals of Improbable Research in den bereits erwähnten Disziplinen plus einiger zusätzlicher von Jahr zu Jahr verschiedenen etwas exotischerer Fachbereiche wie Verbraucher Technik oder Visionäre Technologie.

Der Ig-Nobelpreis in letzterer Kategorie wurde 1993 an Jay Schiffman aus Michigan in den USA verliehen für die Erfindung einer Vorrichtung mit Namen AutoVision, die ein gleichzeitiges Fernsehgucken und Führen eines Kraftfahrzeugs ermöglicht. Während das zugrundeliegende technische Konzept gar nicht mal so verrückt erscheint, quasi eine Kombination aus Windschutzscheibe und der berühmten GoogleGlass Brille, ist es aus nachvollziehbaren Gründen, nicht empfehlenswert diese Erfindung in ihrem vollen Funktionsumfang im Alltag zu benutzen. Entweder kommt es zu Auffahrunfällen oder aber man kriegt nur die Hälfte der Handlung seiner Lieblingsserie mit. Das verrückteste daran ist aber: Der Staat Michigan hat den Einsatz der AutoVision im Straßenverkehr sogar für rechtens erklärt.

Technische Revolution in der Apparatemedizin

Ein weiteres Patent mit zweifelhafter Altagstauglichkeit gewann 1997 den Preis in der Kategorie Apparatemedizin: „Vorrichtung zur Erleichterung der Geburt eines Kindes durch Zentrifugalkraft“.1 Zum Einsatz kommen soll diese Maschine bei Schwangeren, deren Beckenbodenmuskulatur durch die heutige bewegungsarme Lebensweise unterentwickelt ist und die folglich bei der Geburt beim Pressen ziemlich abmühen müssen, um das Kind hervor zu bringen. Die Patientin wird also auf eine Liege geschnallt, die dann um das Kopfende herum in horizontale Rotation versetzt wird. Da so die stärkste Zentrifugalkraft auf den Unterleib wirkt, soll das Baby durch die Fliehkraft ausgetrieben und in ein am Fußende der Liege befindliches Fangnetz befördert werden. Wir stellen fest: Eine sanfte Geburt für Mutter und Kind sieht entschieden anders aus.

Wer seinem täglichen Brötchenerwerb auf dem Gebiet der Forschung & Entwicklung nachgeht, der weiß, dass Forschung oft mit harter Arbeit verbunden ist. Auch kommt es vor, dass Forscher, die für ein Wirtschaftsunternehmen arbeiten nicht zwangsläufig ihre favorisierten Projekte oder eigenen forscherischen Neigungen ausleben können. Am Ende des Tages muß die Kasse stimmen und es soll Geld verdient werden. Dem entsprechend kann man schon leicht neidisch werden, wenn man liest auf welch amüsantem und/oder scheinbar sinnfreien Gebiet manche Leute sich betätigen.

Die Wissenschaft vom gepflegten Suff

Nehmen wir zum Beispiel den Gewinner der Kategorie Psychologie von 2013: „‘Beauty is in the eye of the beer holder’: People who think they are drunk also think they are attractive“2 Das man sich angeblich seinen Gegenüber schön trinken kann, ist hinlänglich bekannt. Aber funktioniert dies auch mit der Selbstwahrnehmung ? So wurden in einer Feldstudie Besucher einer Bar beobachtet und hinsichtlich ihrer Selbstwahrnehmung nach dem Konsum alkoholischer Getränke befragt. Resultat: Je betrunkener, desto attraktiver kamen sich die Probanden vor. Auch in einer Placebo kontrollierten Studie konnte dies bestätigt werden. Neben der gewonnenen Erkenntnis, sehen wir also, dass man auch in der Forschung das Angenehme mit dem Nützlichen verbinden können und seine Arbeit, eine geeignete Idee vorausgesetzt, auch in unsere Stammkneipe verlegen können.

Unwiderstehlich dank Bier !

Ebenfalls mit dem gepflegten Suff zu tun hat der Gewinner des Biologie-Preises von 2018: „The scent of fly“ (Der Geruch der Fliege).3 In dieser Arbeit wurde der Nachweise geführt, dass bereits eine einzelne Fruchtfliege ausreicht, um ein Glas Wein hinreichend zu kontaminieren, dass es für den Weinkenner geschmacklich verdorben ist. Neben diversen „Trockenversuchen“ wurden dem Wein Tasting Panel unteranderem auch ein trockener Pinot Blanc, Jahrgang 2013, der Staatsweinkellerei Freiburg kredenzt, der vorher mit einer einzelnen weiblichen Fruchtfliege „abgeschmeckt“ wurde. Wer kann schon von sich behaupten im Dienste der Wissenschaft Wein verkosten zu dürfen.

Krokodile & Katzen in der Wissenschaft

Das Kuriose ist ja, dass viele dieser Studien auf einer seriösen und validen Grundannahme basieren, sich aber aufgrund ihres unkonventionellen Versuchsaufbaus für den Ig-Nobelpreis qualifizieren. Beispielhaft ist hier z.B. der Beitrag in der Kategorie Wirtschaft von 2017: „Never Smile at a Crocodile: Betting on Electronic Gaming Machines is Intensified by Reptile-Induced Arousal 4 Die Annahme in dieser Studie ist, dass sich ein gewisser „Adrenalin-Pegel“ sich in einem risikofreudigeren Verhalten bei Glücksspielen manifestiert. Im Idealfall würde man sich jetzt einen Versuch unter Laborbedingungen vorstellen, bei dem die Probanden in die passende Gemütshaltung gebracht werden. Doch die Australischen Forscher verlegten ihren Versuch vom Labor auf eine Krokodilfarm. Um den gewünschten Zustand der Erregung herbeizuführen, wurde einem Teil der Probanden ein 1-Meter-langes Leistenkrokodil in die Arme gedrückt, bevor sie ihr Glück an einem Spielautomaten versuchen durften. Tatsächlich neigte ein Teil von besonders glücksspielaffinen Probanden zu einer höheren Risikofreudigkeit, sofern sie nicht durch die Krokodilbehandlung völlig verschreckt waren.

Ein Forschungskrokodil (Abbildung ähnlich)

Ein Forschungskrokodil (Abbildung ähnlich)

Der reinen Wissenschaft zu frönen kann schön schön sein. Idealerweise lassen sich die Früchte der eigenen Arbeiten auch noch kommerzialisieren. Es gibt aber noch eine dritte Option: Wer sich mit Social Media auskennt, der weiß, dass Katzen immer gut ankommen. Also warum nicht auch mal in der Wissenschaft oder genauer in der Strömungslehre oder Rheologie sein Glück versuchen und Aufsehen erregen indem man Cat Content produziert: “On the rheology of Cats“ (Über die Strömungslehre von Katzen)5, Gewinner des Physik Ig-Nobelpreises von 2017, einer Studie in welcher der Frage nachgegangen wird, ob eine Katze sowohl Flüssigkeit als auch ein Feststoff sein kann. Natürlich ist diese Arbeit nicht ganz ernst gemeint und mehr ein Insider Joke für die Strömungsgelehrten, die sich mit einem Augenzwinkern der lustigen Eigenschaft von Katzen zuwendet, sich geschmeidig auch in die engsten Räume „hineinschmiegen“ zu können. Aber wer hat auch gesagt, dass Wissenschaft nicht fröhlich sein darf ?

Marc-Antoine Fardin, Rheology Bulletin, vol. 83, 2, July 2014, pp. 16-17 and 30.

Marc-Antoine Fardin, Rheology Bulletin, vol. 83, 2, July 2014, pp. 16-17 and 30.

Mathematik & Chemie

Und wer basierend auf eigenen Erfahrungen während der Schulzeit annimmt, dass Wissenschaften wie die Mathematik, völlig humorbefreit sind, der möge sich folgende Ig-Nobel Beiträge zu Gemüte führen:

  • “The Case of Moulay Ismael – Fact or Fancy?“ Für Klärung der Frage mittels Computersimulation, ob Moulai Ismail, der Blutdürstige (Kaiser von Marokko 1697-1727) tatsächlich 888 Nachkommen gezeugt haben kann. (Ja, kann er !)6
  • Gorbachev! Has the Real Antichrist Come? In welcher ein gewisser Robert W. Faid die Wahrscheinlichkeit ausrechnet, dass Michail Gorbatschow der Antichrist ist (710.609.175.188.282.000 zu 1)7

Da der Preis seit 1991 bereits in zahlreichen Kategorien vergeben wurde, würde es natürlich den Umfang dieses Artikels sprengen, hier alle wieder zu geben. Wer hier allerdings regelmäßig mitliest, weiß das ich aufgrund meiner teilweise berufsbedingten Affinität zur Chemie hier nicht aufhören kann, ohne einen chemischen Bezug hergestellt zu haben. Somit möchte ich hier den durchaus interessanten und potentiell alltagsrelevanten Ig-Nobel Beitrag zur Chemie des Jahres 2018 würdigen.8 Jeder kennt es: Das wache Auge des Betrachters hat einen Klecks Schmutz ausgemacht, hat aber gerade keine Reinigungsutensilien zur Hand. Deswegen versucht man in einem unbeobachteten Augenblick, die störende Anschmutzung schnell mit dem Spucke-befeuchteten Finger auszureiben (Szenario: Oma putzt die Wange ihres Enkels).

Spucke & antike Kunst

Tatsächlich scheint es im Kreise erfahrener portugiesischer Museumskonservatoren üblich zu sein diese Technik bei der Reinigung bestimmter empfindlicher Kunstgegenstände anzuwenden, da so besser und schonender gereinigt werden kann, als mit lösungsmittelbasierten Techniken. Tatsächlich konnte nachgewiesen werden, dass der typische Schmutzklecks hauptsächlich aus Lipiden (Fett !) besteht, die Proteine und anorganische Teilchen binden und folglicherweise mit den Enzymen im Speichel, die Fette und Proteine spalten können, aufgelöst werden. Somit ist das putzen mit Spucke durchaus gut wirksam, aber dennoch leicht eklig.

Schließen möchte ich mit jenem Ratschlag, mit dem auch jede Ig-Nobelpreisverleihung geschlossen wird:

“If you didn’t win a prize—and especially if you did—better luck next year!“


  1. https://patents.google.com/patent/US3216423
  2. Bègue et al. Brit. J. Psychol. 2012, 104, 225.
  3. Becher et al. J. Chem. Ecol. 2018, 44, 431.
  4. Rockloff + Greer J Gambl Stud 2010, 26,571.
  5. http://www.rheology.org/sor/publications/rheology_b/RB2014Jul.pdf
  6. Oberzaucher et al. PLOS ONE 2014, 9, e85292.
  7. https://www.washingtonpost.com/archive/opinions/1988/06/05/the-devil-in-gorbachev/34f9db9b-9498-4894-9800-90f7d3d4e434/?noredirect=on&utm_term=.817de268aaaa
  8. Studies in Conservation 1990, 35, 153.

Mit Wissenschaft kühl durch den Sommer

Ok, das Thema Sonnenschutz haben wir uns bereits angeguckt. Was brauchen wir also noch um durch den heißen Sommer 2018 zu kommen ?

Ein Szenario, dass glaube ich Vielen nicht unbekannt sein wird: Wir haben uns trotz hochsommerlichen 32°C mehr oder minder erfolgreich durch den Arbeitstag gerettet, jetzt lechzen Gemüt und Kehle nach einem kühlen Trunk zum Feierabend… Also ab nach Draussen an die frische Luft. Schlecht nur, wenn man vergaß das Feierabendbier rechtzeitig in die Kühlung zu legen. Ein weiteres Problem: Wie bleibt der Nachschub an köstliche Gerstensaft angenehm kühl, wenn man mit ihm fernab des Eisschranks auf der Wiese sitzt ?

Kaltes Getränk mit Hilfe der Wissenschaft und kalten Putzlappen

Und auch hier zahlt sich ein gutes Quantum an naturwissenschaftlichen Kenntnissen aus: Man benötigt nur ein Stück saugfähiges Textil und Wasser um selbiges gut zu durchfeuchten. Man packt die Getränkeflasche nun in den triefend nassen Lappen und stellt sie an einen luftigen und trockenen Ort. Nun muß man eine Weile warten, während sich das Getränk auf nahezu magisch anmutende Weise abkühlt.

Verdunstungskälte heißt das Zauberwort ! Denn auch bei 30 °C verdunstet eine gewisse Menge Wasser, vorausgesetzt, die Luftfeuchtigkeit liegt unter 100 %. Je trockener, desto besser.

So zumindest die Theorie. Aber wie heißt es so schön: Versuch macht klug. Also habe ich mir aus einer leeren 500 mL Flasche einer beliebten Hipsterbrause, die ich mit Wasser gefüllt habe und einem Laborthermometer eine Testapparatur gebastelt. Das Ganze noch schnell in ein nasses Küchenhandtuch wickeln und schon startet der Kühlversuch.

Auch wenn die Kühlwirkung relativ verhalten zu Tage tritt, kann man doch nicht leugnen, dass die Methode funktioniert. Innerhalb von 2 Stunden pendelte sich die Temperatur in der Flasche von ursprünglich 29 °C bei knapp unter 23 °C ein. Das Wasser ist zwar nicht „Kühlschrank-kalt“ aber um Einiges erfrischender geworden. Sicherlich lässt sich der Verdunstungseffekt noch weiter forcieren, wenn man einen Ventilator neben die Versuchsanordnung stellt, der die feuchte Luft wegpustet und frische trockene Luft nachführt.

Wasserkühler auf spanische Art

Dabei ist diese improvisierte Form der Getränkekühlung keine neue Errungenschaft der neuzeitlichen Camping- und Grillbewegung, bei welcher sie recht populär ist. Wie mir der Kollege François beim Mittagessen erzählte, findet man eine Art Urform davon in Andalusien: den Botijo.

Der Botijo – ein traditioneller spanischer Wasserkühler

Dabei handelt es sich um einen bauchigen Krug aus gebranntem, porösen Ton mit einer oder mehreren Trinkstutzen. Das enthaltene Wasser dringt durch die Poren langsam nach außen und verdunstet dort an der sehr trockenen, heißen Luft (die ja im mediterranen Klima Andalusiens reichlich vorhanden ist) und kühlt dadurch den restlichen Inhalt des Krugs. Das funktioniert wie gesagt im staubtrockenen Andalusien sehr gut, in z.B. Panama allerdings, welches in der doch recht feuchten Monsun-Zone liegt, weniger gut, so der Kollege F. Und auch in Spanien, genauer gesagt an der Universidad Politécnica de Madrid, gibt es Wissenschaftler, welche die Funktionionsweise des Botijo genügend fasziniert hat, um die Leistungsfähigkeit dieses traditionsreichen Verdunstungskühlers zu untersuchen.

Unter kontrollierten Laborbedingungen wurde der Botijo mit 3.16 kg Wasser (T=39°C) gefüllt und (um gleichmäßige Temperaturen zu gewährleisten) in einen 39 °C warmen Ofen gestellt (simulierter andalusischer Sommer). Dabei wurde die Wassertemperatur, meiner Softdrinkflasche nicht unähnlich, mit einem Thermometer verfolgt und in regelmäßigen Intervallen der Wasserverlust mittels einer Waage kontrolliert. Das recht interessante Ergebnis: Nach 7 Stunden waren zwar 400 g Wasser (fast ein halber Liter) weniger im Krug, aber das Wasser hatte sich um 15 °C auf 24 °C abgekühlt.

Natürlich ist der Krug irgendwann leer, wenn man ihn zu lange stehen lässt. Aber in einem 39 °C warmen Sommer, wird das Wasser eh vorher getrunken, bevor es komplett verdunstet. Der Vorteil des kontinuierlichen Wasserschwunds ist aber auch eine kontinuierliche Kühlleistung, während mein feuchter Lappen deutlich schneller versagen würde, weil er entsprechend schneller austrocknet. Wer sich selber wissenschaftlich mit dem Botijo befassen möchte, kann dies anhand der folgenden Differentialgleichungen tun:

Dieser Tonkrug erfreut sich auch heute noch einer gewissen Beliebtheit in Spanien, überall da, wo ein kühles Getränk abseits entsprechender Infrastruktur gefragt ist. Ein Verwandter des Botijo findet man zuweilen auch in hiesigen Gefilden auf Mittelaltermärkten in Form von Bierkrügen aus Ton, die das enthaltene Getränk (das aber am Besten bereits vor dem Einfüllen gekühlt wurde) kühl halten, wenn der Krug sich vorher mit Wasser vollsaugen konnte.

Immer schön aufpassen, dass man in der Hitze nicht wegschmilzt

Hightech Kühlung aus Bayern

Während der Botijo einfach, aber genial ist, findet sich am anderen Ende der Hightech-Skala eine ausgefuchste (aber deutlich komplexere) Erfindung aus Bayern. Und in Bayern trinkt man natürlich nicht Wasser, sondern Bier. Daher ist es nicht verwunderlich, dass der Münchner Physiker Peter Maier-Laxhuber als er sich entschloss die Erkenntnisse aus seiner Doktorarbeit mit dem Titel „Sorptionswärmepumpen und Sorptionsspeicher mit dem Stoffpaar Zeolith – H2O“ zu kommerzialisieren, auch ein selbstkühlendes Bierfass entwickelte.

Bei dieser raffinierten Erfindung ist der eigentliche Bierbehälter (A) von zwei konzentrischen Kammern (B, C) umgeben. Die innere enthält ein saugfähiges Material, das mit Wasser durchtränkt ist. Die äußere Kammer (C) ist mit einem Zeolith (alias Molekularsieb) gefüllt, einem Material, welches aufgrund seiner Poren in Molekülgröße eine hohe Wasseraffinität besitzt. Beide Schichten stehen unter Unterdruck, um eine Verdampfung des Wassers in Kammer (B) zu erleichtern. Die Energie, die zum Verdampfen des Wassers notwendig ist, wird dem Bier in Kammer (A) in Form von Wärme entzogen.

Selfcoolbarrel
Durch öffnen eines Ventils kann nun das Wasser aus Kammer (B) in die Kammer (C) hinein verdampfen und wird dort durch den Zeolith gebunden. Dies ist wichtig, da der notwendige Unterdruck durch den entstehenden Wasserdampf aufgehoben werden würde und so letztendlich die Produktion von weiterem Wasserdampf, welche ja durch Verdunstungskälte unser Bier kühlt, zum Erliegen kommen würde. Der Kühleffekt ist sogar so groß, dass das Wasser in (B) gefrieren kann. Interessanter Nebeneffekt: Der Zeolith erwärmt sich, wenn er Wasser aufnimmt, so dass unser Faß mit kühlem Bier außen recht warm wird. Daher auch der Begriff Sorptionswärmepumpe, da sozusagen die Wärme aus dem Bier nach Außen „gepumpt“ wird.

Um dem Nachhaltigkeitsgedanken entsprechend Sorge zu tragen kann das Faß für einen späteren erneuten Einsatz regeneriert werden. Durch Erhitzen lässt sich das gebundene Wasser aus dem Zeolith wieder freisetzen.

Wer das Faß ausprobieren möchte kann ein solches u.A. von der Tucher Brauerei erwerben, die damit wirbt „jederzeit und überall [...] frisch gezapftes, kühles Tucher. Ohne Strom. Ohne Vorkühlen. In weniger als 45 Minuten.“

Aus heiß wird kalt – Feuer & Flamme für kühles Bier

Und für all diejenigen, die für einen zünftigen Showeffekt zu ihrem Getränk keine Kosten und Mühen scheuen, hier noch eine Variante, mit der man Getränke mittels Feuer kühlen kann.

Achtung – Wer Folgendes ausprobiert tut dies ausdrücklich auf eigene Gefahr. Der Autor übernimmt keine Verantwortung für etwaige (Feuer)schäden

Man benötigt einen Eimer voll Sand, in den die zu Kühlende Flasche eingegraben wird. Anschließend gießt man eine reichliche Portion Brennspiritus über den Sand und entzündet das Ganze. Der Kühlungseffekt soll nun dadurch eintreten, dass der Spiritus an der Oberfläche des Sandeimers abbrennt und weiterer Spiritus aus dem Sand hochgesaugt wird (eine Art Dochteffekt). Die dabei auftretende Verdunstungskälte tut ihr Übriges. Ob das Ganze funktioniert ? Keine Ahnung, aus brandschutztechnischen Gründen habe ich auf ein Experiment verzichtet. Sollte der geneigte Leser sich dazu entschließen dieses Experiment selbst zu probieren, so tut er dies auf eigene Gefahr und hoffentlich fernab von brennbarem Material.

Welche Methode auch immer man letztendlich wählt: Immer genug trinken und einen kühlen Kopf bewahren !

Sturm im Glas

Neulich erreichte mich eine Anfrage meiner Schwester:


Kurzum: Funktioniert Wettervorhersage mit einem Sturmglas oder ist das nur Mumpitz ?

Sturmglas – Was ist das und wer hat’s erfunden ?

Bei einem Sturmglas handelt es sich um ein hermetisch abgeschlossenes Glasgefäß (meist ein Rohr), dass mit einer Mischung aus destilliertem Wasser, Alkohol, Campher, Kaliumnitrat und Ammoniumchlorid gefüllt ist. Sinn des ganzen soll sein anhand des Auftretens von Kristallen und deren Aussehen das Wetter der nächsten 24 – 36 Stunden vorherzusagen.

Sturmglas nach FitzRoy (Foto: Wikipedia, ReneBNRW, Creative Commons License CC0 1.0)

Die Erfindung des Sturmglases wird unteranderem einem Herrn Barth aus Nürnberg zugeschrieben, doch erst der britische Admiral Robert FitzRoy im 19. Jahrhundert war es wohl, der dem Sturmglas zu größerer Bekanntheit verhalf. Besagter Admiral hatte damals die Aufgabe ein meteorologisches Meßnetz für die Royal Navy aufzubauen und in dem dafür zu verwendenden Meßinstrumentarium sollte auch ein solches Sturmglas eingesetzt werden.

Wie das kristalline „Schneetreiben“ im Glas zu interpretieren sei, beschrieb FitzRoy in seinem Buch über Wetterbeobachtung, nachdem er mit niemand geringeren als Charles Darwin auf dessen zweiten Forschungsreise mit der HMS Beagle, empirische Studien über das Verhalten des Sturmglases angestellt hatte:

  • Wenn die Flüssigkeit im Glas klar ist, wird das Wetter sonnig und klar.
  • Ist die Flüssigkeit flockig, wird es bewölkt. Niederschlag ist möglich.
  • Wenn kleine Flöckchen in der Flüssigkeit schweben, kann man feuchtes, nebeliges Wetter erwarten.
  • Ein trübes Glas mit kleinen Sternen deutet auf Gewitter.
  • Sind an einem schönen Wintertag kleine Sternchen in der Flüssigkeit, wird es schneien.
  • Sind große Flocken überall in der Flüssigkeit, wird es je nach Jahreszeit bedeckt oder im Winter fällt Schnee.
  • Wenn viele Kristalle auf dem Boden sind, gibt es Frost.
  • Wenn sich an der Oberfläche Kristalle bilden, wird es stürmisch.

Grau ist alle Theorie…

Trotz dieser Studien blieb das Sturmglas eine Kuriosität, als ein anerkanntes wissenschaftliches Messinstrument, denn eine plausible Erklärung, wie das ganze funktionieren solle, war nicht vorhanden. Ein Einfluss des Luftdrucks (der bei heranziehendem Unwetter ja fällt) konnte man ausschließen, da die meisten Sturmgläser gasdicht abgeschmolzen sind und der Luftdruck damit wenig bis gar keinen Einfluss auf die Lösung ausüben kann.

Eine weitere Theorie, die jedoch erst in modernerer Zeit aufkam, war der Einfluß des impulshaften Auftretens von elektromagnetischen Wellen natürlichen Ursprungs in der Erdatmosphäre, sogenannten Sferics. Solche Impulse können z.B. durch das Auftreten von Blitzen entstehen. Der Einfluß dieser Impulse auf die belebte und unbelebte Umwelt ist jedoch Gegenstand von Diskussionen und wird weitestgehend esoterischen Kreisen zugeschrieben.

Dem Rätsel auf der Spur

Und auch in jüngerer Vergangenheit beschäftigt dieses kuriose (und zudem sehr dekorative) Messinstrument die Wissenschaftler. Sehr informativ ist z.B. eine Arbeit eines Allan Mills vom Institut für Geologie der Universität in Leicester, dass 2008 in Weather, dem Journal der Royal Meteorological Society, erschienen ist (Weather 2008, 63, 161 – 163.), in welchem einfache Sturmgläser verschiedentlich Umwelteinflüssen ausgesetzt werden, so z.B. auch verschiedene elektromagnetische Felder, die keinen sichtbaren Einfluß auf die Gestalt der auftretenden Kristalle hatten, was im Allgemeinen den Erkenntnissen der Kristallisation entspricht.

Ebenfalls sehr aufschlussreich sind die Untersuchungen von Kaempfe et al. vom Institut für Anorganische Chemie der Universität Duisburg-Essen, die das verhalten eines Sturmglases über 1 Jahr mit dem lokalen Wetter verglichen und zu dem Ergebnis kamen, dass ein solches Glas zur Vorhersage von schlechtem Wetter nur sehr begrenzt bis gar nicht geeignet ist. In Übereinstimmung mit den Ergebnissen der Uni Leicester, wird das Kristallisationsverhalten auf die Umgebungstemperatur und die Geschwindigkeit, mit der sich diese ändert zurück geführt.

Hierbei kommt erschwerend hinzu, dass das Sturmglas in unserer modernen Welt mit wärmeisolierten Energiesparbauwerken und Zentralheizung in seiner Leistungsfähigkeit noch deutlich schlechter abschneidet als zu Zeiten von Admiral FitzRoy, als die Raumtemperatur noch deutlich von der Außentemperatur zusammenhing.

Interessant ist auch folgender Umstand:

Der Vergleich zweier baugleicher Sturmgläser zeigte, dass sich in jedem Kristallsystem ein individuelles Gleichgewicht aus- bildete. Beide Instrumente lieferten also unterschiedliche Vorhersagen für das Wetter, was die Komplexität des Systems und die daraus resultierende mangelnde Reproduzierbarkeit unterstreicht.

— Chemie in unserer Zeit 2012, 46, 26-31.

Mangelnde Reproduzierbarkeit ist für ein Meßverfahren ein sicheres Todesurteil.

Eine tierische Alternative

Nicht minder kurios war der zum Sturmglas in direkter Konkurrenz stehende Gerät, der sogenannte Sturmvorhersager (Tempest prognosticator) oder alternativ auch Egelbarometer genannt. Hierbei machte man sich die Wetterfühligkeit von Blutegeln (ähnlich dem Wetterfrosch) zu nutze: In zwölf Glasbehältern saßen jeweils 1 Egel, der bei heranziehendem Sturm aus dem Wasser und in eine schmale Metallröhre hinein kriechen sollte. Dort löste er einen Mausefallen-artigen Mechanismus aus, der eine Glocke zum Läuten brachte. Je mehr Egel in einer Zeitspanne die Glocke auslösten, desto höher die Wahrscheinlichkeit eines heranziehenden Gewitters. Auch wenn sich dieser Apparat letztendlich nicht durchsetze, so soll seine Erfolgsquote wohl ganz beachtlich gewesen sein.

Nachbau des originalen Storm prognosticator (By Badobadop [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons)
Nachbau des originalen Storm prognosticator (By Badobadop [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons)

Das abschließende Urteil muß daher also lauten: Das Sturmglas ist ein recht dekorativer, aber dennoch gänzlich nutzloser Apparat zur Wettervorhersage. Das Egelbarometer funktioniert zwar besser, kann aber letztendlich aufgrund ästhetischer Defizite auch nicht empfohlen werden.

C-A-F-F-E-E

Wer hier öfters mitliest, der weiß, dass ich einen Faible für Kaffee und Kuriositäten habe. Zwei Dinge, die sich vortrefflich kombinieren lassen ! Werfen wir also einen Blick ins Kuriositäten-Kabinett des Kaffeekonsums:

1. Kaffee, das heimtückische Gift

Ein Sprichwort sagt, dass alles was Spaß macht entweder ungesund oder verboten ist. Diesen Vorwurf versuchte man 18. + 19. Jahrhundert dem Kaffeetrinken anzuhängen. So geschehen auch im sogenannten Kaffee-Kanon aus der Feder des sächsischen Komponisten Carl Gottlieb Hering:

C-A-F-F-E-E, trink nicht so viel Kaffee. Nicht für Kinder ist der Türkentrank; schwächt die Nerven, macht dich blass und krank. Sei doch kein Muselman, der das nicht lassen kann!

Das Kinder keinen Kaffee trinken sollen, soweit stimme ich dem Liedchen noch zu. Das der braune Trank aber blaß und krank macht, kann ich nicht bestätigen, da ich mich im Normalfall einer gesunden Gesichtsfarbe erfreue. Und das trotz täglichen Verzehrs von 2-3 Pötten Kaffee.

Angesichts der Wortwahl kann man allerdings auch argwöhnen, dass der Text vielleicht auch ein Stück weit politisch geprägt war, da in der Wortwahl die Türken nicht besonders gut weg kommen. Ob der Komponist während seiner Schaffenszeit in Sachsen so viele Türken gesehen hat, um sich eine wohlbegründete Meinung zu bilden, darf bezweifelt werden. Im 19. Jahrhundert war aber das Bild vom sogenannten „kranken Mann am Bosporus“ für das geschwächte Osmanische Reich Gang und Gäbe.

Gustav III Sweden
Aber auch Andernorts ging man gegen den Kaffee vor. In Schweden war Anfang des 18. Jahrhunderts in den wohlhabenden Kreisen schwer in Mode gekommen. Getreu dem Eingangs erwähnten Sprichworts erregte das Kaffeetrinken schnell den Argwohn an höchster Stelle, nämlich dem schwedischen König. Dieser erließ 1746 einen königlichen Edikt gegen „den Missbrauch und exzessives Trinken von Tee und Kaffee“, welches sich in einer saftigen Steuer auf eben diese Getränke äußerte. Wer diesem nicht nachkam und seinen Konsum verheimlichte mußte mit hohem Strafen und der Beschlagnahmung von Kaffeekanne und Tassen rechnen !

Da sich die Freunde der braunen Bohne aber davon offenbar nicht hinreichend beeindrucken ließen, folgte schließlich ein Verbot. Wie uns aber andere ähnliche Projekte, wie z.B. die amerikanische Alkoholprohibition, lehren, hält eine solche Aktion die Menschen nicht wirklich davon ab. Man trinkt also nicht mehr öffentlich, sondern eben im Verborgenen.

Nun war der damalige schwedische Monarch, Gustav III., mit den Ergebnissen der bisherigen Maßnahmen zur Eindämmung des Kaffeekonsums nicht zufrieden. Wenn also Zwangsmaßnahmen allein nicht fruchten, dann hilft vielleicht ein mit wissenschaftlichen Daten untermauerter Appell an die Vernunft.

Zu diesem Zwecke ordnete der Monarch so etwas ähnliches wie eine Langzeitstudie an. Da man die schädigende Wirkung des Kaffees natürlich nicht auf kosten guter gesetzestreuer Bürger testen wollte, suchte man sich zwei zum Tode verurteilte Häftlinge.

Deren Strafe solle in lebenslange Haft umgewandelt werden unter der Voraussetzung, dass der Eine täglich 3 Tassen Kaffee tränke und der Andere 3 Tassen Tee, sozusagen als Kontrollgruppe. Um eine bessere Vergleichbarkeit zu erzielen, wählte man ein Zwillingspaar. Ein eigens dafür abgestellter Arzt sollte dann den gesundheitlichen Zustand der beiden Kandidaten verfolgen und dokumentieren.

Nun, selbst wenn Kaffee für die Gesundheit schädlich wäre, so kann es zumindest kein besonders wirksames Gift sein, denn beide Probanden überlebten ihre Experimentatoren… Zwei Ärzte und schließlich auch Gustav III. (wenn auch letzterer durch einen Attentat ums Leben kam). Der Anekdote nach starb letztendlich der Teetrinker im recht hohen Alter von 83 Jahren, noch vor dem Kaffeetrinker, dessen Todesdatum leider nicht überliefert ist. Wir können also schließen, dass Kaffee nicht so schädlich ist, wie dereinst angenommen. Und auch der Teekonsum scheint keine nennenswerten Folgen gehabt zu haben.

2. Kaffeeakkustik

Wer interessante physikalische Effekte erleben will, braucht nicht gezwungener Maßen ein Labor. Eine Kaffeemaschine und ein Milchaufschäumer reichen, um einem interessanten akustischen Effekt zu lauschen. Rührt man seinen Cappuccino um und klopft danach mit dem Löffel rhythmisch auf den Boden der Tasse, so steigt die Tonhöhe des Klopfgeräuschs in den ersten Sekunden an. Dieses Phänomen ist der von Crawford und Kollegen 1982 beschriebene Cappuccino-Effekt. (Oder für englische Muttersprachler Hot Chocolate Effect)

Ursache ist, dass durch das Unterrühren der Schaumblasen (also das Einbringen von Luft) die Schallgeschwindigkeit im Kaffee verändert. Bereits ein 1 % Luftblasen im Kaffee senkt die Schallgeschwindigkeit in Wasser von 1500 m/s auf 120 m/s. Wie sich zeigen lässt hängt im System Kaffeetasse die Frequenz (d.h. die Tonhöhe) von der Schallgeschwindigkeit ab. Während die anfängliche niedrige Geschwindigkeit tiefe Tonhöhen begünstigt, führt das Aufsteigen der Blasen an die Oberfläche zu einer steigenden Schallgeschwindigkeit und damit auch zu einer höheren Tonhöhe.

Zugegeben, diese Erkenntnis ist erstmal von eher geringem praktischen Nutzen im Alltag, ist aber ein ganz nettes Kabinettstückchen. Übrigens, wer keinen Cappuccino mag: Funktioniert auch, wenn man Salz in siedendheißes Wasser oder kaltes Bier einbringt !

Chemtrails – oder: Wer sprüht denn da ?

Neulich abends am Lagerfeuer an der Elbe, kam ich nicht umhin zu hören, wie eine Bekannte sich mit einem der anderen Anwesenden über das Phänomen „Chemtrails“ unterhielt. Dies nahm ich zum Anlass, mich heute einmal mit diesem Thema aus der Welt der Verschwörungstheorien anzunehmen.

Erstmals tauchte die Verschwörungstheorie Ende der 1990er auf, als Reaktion auf ein Forschungspapier in dem die US Airforce über Wettermanipulation spekulierte. Seitdem begegnet man diesem Phänomen mit großer Regelmäßigkeit in den Onlinemedien.

Unter Chemtrails1 versteht man das angebliche heimliche Ausbringen von Chemikalien oder Mikroorganismen per Flugzeug getarnt als Kondensstreifen, zwecks Erfüllung finsterer Ansinnen wie schleichender Vergiftung der Bevölkerung bzw. Manipulation von Wetter und Weltklima.

Kondensstreifen hat jeder schon einmal am Himmel beobachtet: Ein Flugzeug fliegt vorrüber und hinterlässt streifenartige Wolken am Himmel. Die heißen ruß- und vor allem Wasserdampf haltigen Abgase des Fliegers treffen auf kalte Luft, wodurch der Wasserdampf zu Tröpfchen bis hin zu kleinen Eiskristallen kondensiert. Das Resultat ist besagter Wolkenstreifen.

Passiert dies in relativ trockener Luft, also dort wo die relative Luftfeuchte unter 100 % liegt, verdampft das Wasser relativ schnell wieder, also löst sich im wahrsten Sinne des Wortes in Luft auf. Die genaue Gestalt und das Auflösungsverhalten dieser Wolken ist dabei von vielen Faktoren wie Temperatur, lokaler Windgeschwindigkeit und relativer Luftfeuchte ab.

Ein paar Theorien

Soweit würde uns mancher Chemtrail-Beführworter auch zustimmen. Zwischen diesen herkömmlichen Kondensstreifen jedoch werden angeblich noch Chemikalien versprüht, so die Befürworter. Was die genaue Natur dieser Chemikalien und die Motivation hinter diesen Sprühmanövern angeht, ist man sich jedoch nicht einig. Hier ein paar Theorien:

  • Geoengineering: Unter diesem Begriff kann man solche Bemühungen zusammenfassen, die Klima und Wetter beeinflussen. Eine Theorie z.B. postuliert, dass durch großflächiges Ausbringen von Partikel eine Reflexion von Sonnenlicht bewirkt werden und so die Globalerwärmung bekämpft werden soll. Ebenfalls wird gerne das sogenannte Welsbach-Patent zitiert, in dem spezielle versprühte Partikel Wärmestrahlung absorbieren und in form von sichtbarem Licht wieder emittieren sollen. Ohne hier zu weit mit physikalischen Erklärungen auszuholen, sei nur soviel angemerkt, als das so grundlegende physikalische Gesetzmäßigkeiten wie der 2. Hauptsatz der Thermodynamik und das Plancksche Strahlungsgesetz ein solches Wirkprinzip sehr zweifelhaft erscheinen lassen.

  • Ebenfalls als gezielter Eingriff in die Umwelt kann eine gezielte Vergiftung des Bodens bzw. Veränderung des pH-Werts desselben gesehen werden. Normales Saatgut würde eingehen, während spezielles genetisch verändertes Saatgut weiter wachsen und somit Saatgutgroßkonzernen zu Milliardenverdiensten helfen würde. Während diese Theorie wissenschaftlich erstmal nicht völlig abwegig ist, darf sie aber auch angezweifelt werden, da auch andere Pflanzen angegriffen würden und letztendlich zum völligen ökologischen Kollaps führen würde. Womit sich die Saatgutkonzerne ins eigene Fleisch schneiden würden.
  • Reduktion von Überbevölkerung Schließlich gibt es Theorien zur gezielten Vergiftung der Bevölkerung. Wie dies genau geschehen könnte, da gibt es viele verschiedene teilweise recht exotische Theorien, die von simpler Vergiftung, bis hin zum Hervorrufen von Unfruchtbarkeit (Geburtenreduktion) reichen.
  • Ebenfalls beliebt: Psychopharmakologische Beeinflussung der Bevölkerung, um diese Gefügig zu machen. Oder, als Motiv der Reduktion von Überbevölkerung: Beeinflussung des Paarungsverhaltens der Bevölkerung, dass diese sich eher zum eigenen Geschlecht hingezogen fühlt. Eine Theorie die etwas an die hypothetische Sex Bomb oder Gay Bomb aus der US amerikanischen Forschung zum Thema nicht-tödliche Chemiewaffen erinnert.

Chemische Indizien & Probleme

Was genau wird denn da nun eigentlich versprüht ? Die Auswahl an möglicher Substanzen ist recht vielfältig: Barium- & Aluminiumverbindungen, Titan, radioaktives Thorium, Ethylendibromid (EDB), Polymerfasern, Aerosolimpfstoffe gegen Milzbrand & Masern (Impfgegner aufgepasst !) und und und… Insbesonders Barium ist ein Stichwort, dass immer wieder fällt.

Behaupten kann man ja viel. Daher ziehen immer mal wieder Befürworter der Theorie mit Meßequipment los, um die Ausbringung giftiger Substanzen nachzuweisen. So z.B. geschehen im Jahre 2007 durch den Amerikaner Bill Nichols. Experimenteller Aufbau: Zwei Glasschalen wurden ca. 1 Monat im Freien stehen gelassen, um Regen und andere vom Himmel herabfallende Emissionen aufzufangen. Diese Proben wurden sodann in Kooperation mit einem lokalen Radiosender zur Analyse geschickt. Die dabei entdeckten vermeintlich stark überhöhten Bariumwerte waren leider eine Fehlinterpretation des Analysenergebnisses auf Grund von inkorrekt durchgeführter Umrechnung von Maßeinheiten.

Zusätzlich gilt es zu Bedenken, dass eine einwandfreie Probennahme, so daß aussagekräftige Analysen erhalten werden, ein recht komplexes Unterfangen sein können. So gilt es z.B. zu Beachten, dass die Probe nicht durch kontaminierte Probengefäße eben mit dem gesuchten Stoff verunreinigt wird, so dass ein falsch-positives Ergebnis erhalten wird. Ein gutes Beispiel hierfür ist z.B. der Fall des Phantoms von Heilbronn, bei dem die Polizei aufgrund von kontaminierter Testbestecke für DNA Tests lange einem Phantom hinterher jagte.

Ebenso ist die Art und Weise, wie im genannten Beispiel Proben genommen wurde nicht ganz unproblematisch. So kann mit einer Probe, die 1 Monat mehr oder minder unbeaufsichtigt irgendwo rumsteht allerhand passieren.

Einen weiteren Faktor gibt es ebenso zu Bedenken: Geht man davon aus, dass die fraglichen Substanzen als Zusatz im Flugbenzin vorliegen, dann ergibt sich das Problem, dass diese a) in diesem löslich sein müssen und b) die Verbrennung des Treibstoffs unbeschadet überstehen müssen. Während a) für viele anorganische Salze der Metalle Barium und Aluminium ein Problem darstellt, ist Anforderung b) ebenfalls ein Problem, da bei den hohen Verbrennungstemperaturen organische Substanzen verbrennen und damit unschädlich werden und für viele reaktive anorganische Substanzen ebenso anzunehmen ist, dass sie in eine inaktive Form übergehen.

Bliebe also nur der Einsatz von speziellem Sprühequipment, was wieder ein Problem mit der Geheimhaltung nach sich zieht (siehe auch unten).

Schließlich gibt es immer mal wieder Bilder von Flugzeugen mit mysteriösen Tanks im Passagierraum oder vermeintlichen Sprühdüsen. Soweit ich dies jedoch aus den mir zur Verfügung stehenden Quellen beurteilen kann, handelt es sich bei dem Bildmaterial oft um aus dem eigentlichen Kontext gerissene Fotos bzw. teilweise sogar gezielt manipulierte Bilder.

Cabin nose section of 747-8I prototype

Chemtrail-Tanks ? Nein, eher Versuch zur Gewichtsverteilung mit Wassertanks in Passagierflugzeug Prototyp

 

Logistische Probleme

Gut, nehmen wir mal an, es gibt ein funktionierendes Wirkprinzip, welches via Flugzeug ausgebracht werden könnte. Die entsprechende technische Umsetzung einer lückenlosen Versprühung ist problematisch, wie man anhand einer überschlagsmäßigen Abschätzung (inspiriert von psiram.com) sehen kann:

Geht man von der geringen Dosierung von 1 mg pro m² aus, dann kommt man auf einen Materialbedarf von 1 kg pro km². Geht man von einer Landfläche von 10,2 Mio. km² für Europa aus, benötigt man 10200 t Material. Legen wir einen Airbus A3802 zu Grunde, der eine typische Nutzlast von 66 t hat, kann man sich vorstellen, dass man für eine einzelne flächendeckende Sprühung 155 Flüge bräuchte. Sind wir etwas großzügiger und nehmen ein Tankflugzeug A330 MRTT dann sind es immer noch 93 Flüge. In dem Falle wäre unser Flieger aber mit reinem Wirkstoff betankt. Sofern dieser nicht gleichzeitig ein gutes Flugbenzin ist, müßten wir ihn noch verdünnen, was die Anzahl der Flüge um 1 mg Wirkstoff auf den Quadratmeter zu bringen nochmal deutlich erhöhen würde. Schließlich müßten die Flüge auch regelmäßig durchgeführt werden, um einen Effekt von Partikeln in der Atmosphäre konstant aufrecht zu erhalten, da diese sich irgendwann Schwerkraftbedingt absetzen würden.

A-330-200 MRTT Australia (2)

A330 MRTT Lufttanker


Die Ausbreitung gasförmiger Stoffe kann auch eine ganz eigene Dynamik entwickeln. Denn Wind und Wetter spielen auch eine Rolle. Regen wäscht den Wirkstoff aus der Luft und Wind pustet ihn sonst wo hin u.a. auch dort hin wo man ihn nicht haben will.

Geht es nur um das flächenhafte Leutevergiften, ist Trinkwasser sicher ein geeigneteres Medium.

Überhaupt gibt es sicher effektivere Methoden, wollte man die Bevölkerung reduzieren. Allein schon eine Reduktion von Alkohol- und Tabaksteuern, Aufhebung von Geschwindigkeitsbegrenzungen und ähnliche Maßnahmen würden schon einen entsprechenden Effekt auf die Bevölkerung haben und von dieser sogar teilweise noch begrüßt werden.

Die Luft vergiften ? Danke, machen wir selbst…

Heimlich & Co.

Sehen wir einmal davon ab, das viele dieser Theorien wissenschaftlich nicht haltbar sind, so ergibt sich noch ein ganz anderes offensichtliches Problem: Um ein solches weltweites Geheimunterfangen durchzuführen und vor allen Dingen geheim zu halten, bedarf es einer großen Zahl an Eingeweihter: Von den strategischen Planern, über die Firmen, die technische Ausrüstung und Chemikalien herstellen und liefern, weiter zu den Flugbesatzungen, welche die Flüge durchführen, bis hin zu denen, die alles am Ende vertuschen. Aber je größer die Anzahl der Mitwisser, desto schwieriger ist die Geheimhaltung. Ein Phänomen, das jedem, der schonmal eine Überraschungsparty organisieren musste, wohl bekannt sein sollte. Hierbei wäre noch nicht mal berücksichtigt, dass alle benötigten Teilnehmer mit diesem unmoralischen Projekt einverstanden sein müssten. Und selbst wenn nicht jeder eingeweiht wäre: Genügend Zeit vorausgesetzt, findet sich früher oder später immer jemand, dem etwas verdächtig vorkommt.

Inspiration durch reale Vorkommnisse

Einen Eingriff in das Wetter mittels Flugzeug ist aber nicht völlig ein Phantasieprodukt, denn es gibt Hagelflieger und Wolkenimpfen. Hierbei werden kleine Flieger gezielt Schlechtwetterfronten geflogen, um die Wolken gezielt zum Abregnen zu bringen. Hiermit soll zum Beispiel Schaden durch Hagelschlag bei Bevölkerung und Landwirtschaft verhindert werden. Man versucht dies zu Erreichen, indem Silberiodid gelöst in Aceton ausgebracht wird oder am Flieger Fackeln mit Schießpulver/Silberiodid gezündet werden. Hierbei entstehen kleine Impfkristalle, die zur Tropfenbildung und damit Abregnen der Wolke führen sollen.

Die Effektivität dieser Hagelflieger wird jedoch angezweifelt. So sollte der G8 Gipfel in St. Petersburg durch Animpfen von Wolken frei von Regen gehalten werden, wurde jedoch dennoch von ergiebigen Regenschauern heimgesucht.

Motivation der Befürworter

Stellt sich also die Frage: Warum glaubt man an diese doch recht windige Theorie ? Man muß kein großer Beobachter der Medien sein, um zu Bemerken, dass aktuell und in jüngerer Vergangenheit in gewissen Kreisen die Tendenz besteht kein Gutes Haar an der Regierung zu lassen, bzw. ein Wirken düsterer Mächte auf Seiten der Großindustrie zu vermuten.

In der Tat gibt es unter der Anhängerschaft der politischen Rechten viele Chemtrail-Gläubige, da die Theorie gut in ihr ideologisches Gedankengebäude wider der Regierung und/oder der Supermacht USA passt. So versuchte zum Beispiel 2010 ein Abgeordneter der NPD im Landtag von Mecklenburg-Vorpommern mit einer Anfrage an die Landesregierung eine mögliche Wettermanipulation über MeckPomm aufzuklären. Auch in Österreich, hier seitens der FPÖ, sind solche Anfragen nicht unbekannt. Selbst bei den allmontaglichen Vorkommnissen in Dresden schimpft man auf Chemtrails.

Fairerweise muss man jedoch auch sagen, dass auch aus dem Lager der CDU oder der Grünen Beiträge zum Thema Chemtrail kommen. Entsprechende Beiträge aus dem rechten Lager sind jedoch dennoch weitaus häufiger.

Fazit

Vielgestaltig sind die Theorien zum Thema Chemtrail und ebenso vielgestaltig ist die Motivation aus der heraus man das Thema befürwortet, ob politische Motivation oder ökologisch motiviertes Mißtrauen gegen die Großindustrie (für die in vielen Fällen, tatsächlich wissenschaftlich belastbare Beweise für diverse Missetaten gibt).

Die Vorgetragenen Argumente für Chemtrails halten jedoch einer näheren Überprüfung nicht stand. Generell sind Theorien, die auf sehr komplexen Annahmen beruhen mit Problemen behaftet. Deshalb möchte ich dem geneigten Leser das Prinzip von Ockhams Rasiermesser ans Herz legen:

  • Von mehreren möglichen Erklärungen für ein und denselben Sachverhalt ist die einfachste Theorie allen anderen vorzuziehen.
  • Eine Theorie ist einfach, wenn sie möglichst wenige Variablen und Hypothesen enthält und wenn diese in klaren logischen Beziehungen zueinander stehen, aus denen der zu erklärende Sachverhalt logisch folgt.

Oder wie mein Mathelehrer es formulierte: Die einfachen Erklärungen sind oft die besten, die genialen sind meistens falsch.

  1. Kofferwort aus Chemicals (Chemikalien) und Contrails (Kondensstreifen).
  2. stellvertretend für ein großes Flugzeug

Abgasvermeidung mal anders

September 2017… Die Bundestagswahl rückt immer näher und die Politiker diskutieren in den Medien ihr Programm in punkto Sachen wie erneuerbare Energien vs Atomstrom / fossile Energieträger oder dreckige Diesel PKWs vs saubere eMobilität.

Aus ökologischen Erwägungen würde man natürlich eher zu e-Autos in Kombination mit erneuerbaren Energien tendieren. Keine Autoabgase in den Innenstädten ist schon ein feiner Gedanke (ganz besonders dann, wenn man an Dresdens Postplatz gerade von der Trabbi City Safari überholt wurde).

Kein Garant für frische Luft - der Trabbi

Kein Garant für frische Luft – der Trabbi

Bis diese Vision jedoch Wahrheit wird und e-Autos eher die Regel, als die Ausnahme sind, haben wir noch ein gutes Stück weg vor uns. Auch wenn die ersten öffentlichen Elektrozapfsäulen in den Innenstädten gesichtet wurden, sind diese ein Tropfen auf den heißen Stein in Bezug auf die Heerscharen an Automobilisten. Man könnte natürlich seine Karre auch daheim aufladen. Könnte! Der Insasse einer Mietwohnung im 3. Stock, der seinen Wagen jeden Abend an der Straßenecke abstellt, braucht schon eine verdammt lange Kabeltrommel um diesem Ladestrom zuzuführen. Auch ich, der ich immerhin mein Auto in einer Tiefgarage parken kann, habe dort keine Steckdose. Also wohl dem, der ein Häuschen mit Garage hat.1 Und schließlich ist da noch ein Problem, wenn abends alle gleichzeitig ihre Autos laden wollen und dadurch im E-Werk die Sicherung rausfliegt. Somit ist es vielleicht gut, dass Elektroautos noch relativ teuer sind (eGolf schon ab lumpigen 36000€ !), bis wir das zugehörige Infrastrukturproblem gelöst haben.

VW e-Golf (VII) – Frontansicht, 19. Juni 2014, Düsseldorf
Aber die Idee eines Autos, dass ohne fossile Brennstoffe auskommt ist nicht neu. Frei nach dem Motto „Die Technik von morgen, schon gestern !“ präsentieren wir: das Atom-Auto ! Kenner der Videospiel-Serie Fallout wird dieses etwas beunruhigende Konzept bekannt vorkommen: In diesem Endzeit-Rollenspiel mit 50er Jahre Charme begegnet der Spieler weißwandbereiften und ordentlich verchromten nuklear betriebenen Karossen a la Cadillac: dem Corvega ! Ein Konzept das bestenfalls befremdlich wirkt und in Hinblick auf die „zügige“ Fahrweise mancher Mitmenschen dem besonnenen Straßenverkehrsteilnehmer den Schweiß auf die Stirn treibt.

Der Corvega aus Fallout (by Bethesda Softworks)

Der Corvega aus Fallout (by Bethesda Softworks)

Nun, während die Worte nuklear und Atom- heute schon synonym mit böse sind, war in den 50er bis 60er Jahren die Kraft der Kernspaltung segensreicher und extrem nützlicher Hightech. Angesichts dieser schier unerschöpflich wirkenden Energiequelle erschien so manches möglich. Der Wikipedia Artikel Atomzeitalter drückt dies ganz gut aus:

Die heute noch unter Anhängern von Atomkraftwerken verbreitete Formulierung „friedliche Nutzung der Kernenergie“ wird von Kritikern als Euphemismus bewertet, in dem ein „strahlender Akkord von kerniger Energie, Nützlichkeit und Frieden“ ertöne.2

Im Rahmen dieses naiven Atom-Hypes kam man 1958 bei Ford auf die Idee ein Konzeptfahrzeug zu entwickeln, den Ford Nucleon. Von der Karosserie einem Raumschiff gleich, sollte der Nucleon einen „pint-sized“ -großen Kernreaktor im Kofferraum besitzen, der eine Reichweite von ca. 5000 Meilen (ca. 8000 km) zwischen zwei Tankstops erlauben sollte, bevor der Reaktor dann tutto-kompletto gegen einen frischen ausgetauscht würde. Zum Vergleich der aktuelle e-Golf kommt mit einer Batterieladung gerade mal 200-300 km.3

Der Antrieb würde dem in einem U-Boot gleichen: Der Reaktor würde dazu verwendet Dampf zu erzeugen, der zwei Turbinen zugeführt wird. Eine zur Stromgewinnung, die Andere um den Wagen vorwärts zu bewegen. Anschließend würde der kondensierte Dampf mittels geschlossenem Kreislauf wieder dem Reaktor zugeführt.

Doch allem Optimismus zum Trotz, blieb es nur bei einem Modell (Maßstab 1:32). Ein funktionstüchtiger Prototyp wurde nie gebaut, denn das ganze Konzept fußte auf der Annahme, dass kompakte und leichte Reaktoren mit effizienter Abschirmung (!) bald verfügbar seien. Gerade den Fahrgastraum von der Strahlung abzuschirmen stellte sich als ein sehr schwergewichtiges Problem dar: Rechnungen aus den Konstruktionsbüros von Chrysler zeigten, dass für ein atomgetriebenes Auto von 1400 kg Gewicht eine Abschirmung von 36 Tonnen notwendig wären. Dennoch ließen sich auch andere Autohersteller nehmen den nuklearen Traum zu träumen, z.B. in Form des Simca Fulgur eine Prognose, wie ein Auto aus dem Jahr 2000 aussehen könnte: Atomantrieb, sprachgesteuert und Radar-gestüzt, sowie 2-rädrig, dank ausgeklügelter Stabilisierung mittels Gyroskopen.

Simca Fulgur - Quelle: Carstyling.ru

Simca Fulgur – Quelle: Carstyling.ru

Ford Seattlite XXI - Das "atomgetriebene Batmobile"

Ford Seattlite XXI – Das „atomgetriebene Batmobile“

Oder aber der Ford Seattle-ite XXI von 1962, der nicht nur 2 Räder sonder stolze 6(!) Räder besitzt und mit seiner kumpelförmigen Fahrgastzelle etwas an das Batmobile der 60er Jahre erinnert.

1960s Batmobile (FMC)
Doch völlig ausgeträumt scheint der Traum von Nuklearmobil nicht zu sein. Grundlage der erneuten Bemühungen aus dem Jahr 2009 ist nicht ein Kernreaktor im klassischen Sinn, sondern eine Art Radionuklidbatterie. Beim spontanen Zerfall eines radioaktiven Materials wird Wärme frei, die dazu verwendet werden kann elektrischen Strom zu gewinnen, der wiederum einen Elektromotor antreibt. Im Falle der World Thorium Fuel (WTF) Studie ist dies Thorium Metall, von dem 8 Gramm laut den Erfindern reichen soll um das Fahrzeug 100 Jahre anzutreiben. Ein solcher Antrieb könnte 250 kg leicht sein. Doch auch hier bleibt ein ganz entscheidendes Problem, welches sich nicht so ohne Weiteres aus der Welt schaffen lässt. Auch wenn man Atomenergie befürwortet, bevorzugen es die meisten, wenn diese nicht gerade in der eigenen Garage geschweige denn nur wenige Meter entfernt im Kofferraum auf dem Weg zu Arbeit erzeugt wird.

Nuklear hin, Atom her… Die Zeiten, in denen Verbrennungsmotoren ungestraft Abgase in die Luft pusteten sind gezählt. Wenn auch die nukleare Option vermutlich nicht die Lösung ist, darf man auf e-Mobilität hoffen. Die ersten steigen schon auf e-Mobilität um, aber bis das e-Auto den Verbrennungsmotor ablöst, müssen wir wohl noch einiges in die Infrastruktur investieren !

  1. Sofern nicht ein findiger Mensch eine Powerbank für’s Auto entwickelt. 🙂
  2. aus: Hartmut Gründler: Kernenergiewerbung. Die sprachliche Verpackung der Atomenergie. Aus dem Wörterbuch des Zwiedenkens. In: Literaturmagazin 8. Die Sprache des Großen Bruders. Rowohlt 1977. S. 73.
  3. http://www.auto-motor-und-sport.de/news/neuer-vw-e-golf-2017-mehr-reichweite-und-mehr-leistung-8062440.html

Koffein – Oder: Hallo Wach

Kaffee schmeckt nicht nur lecker, sondern dient in vielen Büros und Labors als Katalysator um noch mal verborgene Kraftreserven zu mobilisieren und müde Gesellen wieder munter zu machen. Zu verdanken haben wir diesen Effekt dem Alkaloid Koffein.

Gestatten, Koffein !

Gestatten, Koffein !

Seinen Anfang nimmt die Geschichte des Koffeins mit dem deutschen Chemiker Friedlieb Ferdinand Runge (1794 – 1867), der sich, neben vielen anderen Entdeckungen, auch auf dem Gebiet der Naturstoff-Forschung hervorgetan hat. Eine entscheidende Rolle bei der Entdeckung spielt darüber hinaus noch eine andere historische Persönlichkeit, die man normalerweise eigentlich nicht mit Chemie & Pharmazie in Verbindung bringt, nämlich Dichterfürst Johann Wolfgang von Goethe. Diesem wurde nämlich von Runge die Wirkung des Atropins (welche dieser gerade untersuchte) am Auge einer Katze demonstriert. Goethe, ob der drastischen Wirkung des Atropins beeindruckt, empfahl Runge daraufhin sich auch einmal die Inhaltsstoffe der Kaffeebohne anzusehen, vermutete er doch darin ein Antidot gegen das Atropin.1 Runge gelang es 1820 dann das Koffein erstmals aus Kaffeebohnen zu extrahieren, ein Vorgang, der heute noch die Hauptquelle zur Koffein-Gewinnung ist, nämlich im Rahmen der Entkoffeinierung von Kaffee.

Friedlieb Ferdinand Runge

Friedlieb Ferdinand Runge (1794 – 1867)

Den Teufel mit dem Beelzebub austreiben – Die Entkoffeinierung

Diese wurde 1903 von einem Bremer Kaffeehändler mit Namen Ludwig Roselius zu einem industriell verwertbaren Prozess weiterentwickelt, nachdem dieser zu der Ansicht gelangt war, dass der übermäßige Kaffee und Koffein-Genuß für das frühzeitig Ableben seines Vaters verantwortlich war. Die noch grünen Bohnen wurden hierzu zum Quellen in Salzwasser eingelegt und anschließend mit Benzol(!) extrahiert. Das Endprodukt des sogenannten Roselius-Prozess kam schließlich als Kaffee HAG in den Handel. Kaffee HAG gibt es auch heute noch, allerdings verzichtet man heute auf das krebserzeugende Benzol und verwendet stattdessen Dichlormethan oder Ethylacetat, was zumindest im Falle des Dichlormethans nur geringfügig besser ist. Lösungsmittel kann man zwar abdestillieren, aber ein gewisses ungutes Gefühl hinterlässt der Gedanke dann doch.

Vorteilhaft ist es daher sicher, die Extraktion mit überkritischem CO2 durchzuführen. Kohlendioxid geht bei einem Druck von 73 – 300 bar in einen fluiden (d.h. quasi flüssigen2) Zustand über und ist billig, ungiftig, ein sehr effizientes Extraktionsmittel und sehr einfach zu entfernen: Nimmt man den Druck weg, verflüchtigt sich das CO2, welches unter Normalbedingungen bekanntlich ein Gas ist.

Ein Haken hat man jedoch immer: Egal, welches Verfahren man auch verwendet, man extrahiert neben dem Koffein immer auch andere wertvolle Bestandteile des Kaffees, was mit einer geschmacklichen Veränderung einher geht, weswegen entkoffeinierter Kaffee meist etwas merkwürdig schmeckt.

Wachmacher

Doch mancher trinkt den Kaffee (oder Tee oder Club Mate etc.) ja gerade WEGEN dem Koffein. Was bewirkt dieses Alkaloid also in unserem Körper ?

Die Bandbreite der beobachten Effekte ist relativ groß. Man kann es jedoch den Stimulation zuordnen, also Substanzen mit anregender bzw. erregender Wirkung. Dies entspricht auch dem gewünschten Effekt, wenn man zu einer belebenden Tasse Kaffee greift. Der Katalog umfasst:

  • Anregung des Zentralnervensystems
  • Steigerung der Herzfrequenz
  • schwach Harntreibende Wirkung
    (Merke: Kaffee ist nur geliehen. Kaum ist er drin, will er schon wieder raus)
  • Gefäßverengend im Gehirn, Gefäßerweiternd in der Peripherie
  • Anregung der Peristaltik des Darms
  • vieles Andere mehr

Bereits geringe Konzentrationen an Koffein stimulieren Aufmerksamkeit und Konzentrationsvermögen, erleichtern das Speichern von Informationen (Lernen !), beseitigen Ermüdungserscheinungen und reduzieren (bis zu einem gewissen Grad) das Schlafbedürfnis.

Eine gewisse euphorisierende Wirkung wird dem Koffein auch nachgesagt. Vermutlich ist es deswegen auch der Renner in Form von Energy Drinks auf Parties. Es verkürzt zwar, die Reaktionszeit, hat aber einen nachteiligen Effekt auf Geschicklichkeit, besonders dann wenn exaktes Timing und präzise Hand-Auge-Koordination gefordert ist. Ob das vielleicht von zittrigen Händen kommt ? Wir wissen es nicht.

Interessant ist auch was Forscher an der Universität Durham (UK) rausgefunden haben:

Die Wissenschaftler hatten 200 Studenten gefragt, wie viel Koffein sie täglich zu sich nähmen und ob sie gelegentlich Halluzinationen hätten, also ob sie etwa Stimmen hörten oder Dinge sähen, die gar nicht da seien. Bei der Auswertung der Befragung zeigte sich, dass die Teilnehmer, die besonders viel Koffein zu sich nahmen – täglich mehr als die Menge, die in sieben Tassen Instant-Kaffee steckt -, dreimal häufiger eingebildete Stimmen hörten als Teilnehmer, die kaum Koffein zu sich nahmen.
— Quelle: Handelsblatt.com

Ergo: Wenn Ihnen eine unsichtbare Stimme befiehlt mehr Kaffee zu kochen, ist es vielleicht an der Zeit die Koffeinzufuhr zu stoppen.

Wie funktioniert’s ?

Arbeitet unser Gehirn im Wachzustand entsteht als Nebeneffekt der Stoff Adenosin. Dieser bindet an bestimmte Bindungsstellen der Nervenzellen und regelt deren Leistung herunter. Dies dient als Schutzmechanismus gegen Überanstrengung. Je aktiver die Nervenzelle, desto mehr Adenosin schneller reichert sich Adenosin an und wir ermüden. Koffein ähnelt in seiner Struktur dem Adenosin und besetzt dessen Bindungsstellen ohne aber die selbe Wirkung auszulösen.

(1) Durch geistige Anstrengung entsteht Adenosin (grün), welches an den zugehörigen Rezeptor (blau) andockt. (2) Unsere geistige Leistungsfähigkeit nimmt ab, während immer mehr Adenosin erzeugt und gebunden wird. (3) Wir ermüden. (4) Koffein (rot) konkurriert mit dem Adenonsin um die Bindungsstellen. Sind diese schon mit Koffein belegt, kann kein Adenosin gebunden werden. (5) Oder: Koffein verdrängt Adenosin. (6) Resultat: Wir bleiben geistig hellwach.

Ergo: Wir bleiben wach und konzentriert ! Dies funktioniert aber nicht auf Dauer: Bleibt das Adenosin-Signal aus, reagiert die Nervenzelle darauf, indem sie mehr Adenosin-Bindungsstellen ausbildet und Adenosin-Moleküle wieder gebunden werden können und die Wirkung von Koffein fortan abgeschwächt ist. Man spricht von einer Toleranzbildung ! Diese Toleranz kann schließlich soweit gehen, dass sogar Entzugserscheinungen auftreten können, die sich dann in einem stark verstärkten Rückkehren der durch das Koffein bekämpften Symptome äußern.

Krabbel die Wand ´nuf

Gewöhnung tritt durch übermäßigen Koffeinkonsum über einen ausgedehnten Zeitraum auf. Was ist jedoch, wenn man es akut übertreibt ? Die gute Nachricht: Die tödliche Dosis Koffein ist sehr hoch. Man findet stark abweichende Werte dafür, aber man kann grob über den Daumen gepeilt 150 – 200 mg Koffein je kg Körpergewicht bei oraler Aufnahme annehmen. Das sind für einen Erwachsenen von 75 kg Körpergewicht etwa 11,3 g oder 94 Tassen starken Kaffee (>11 Liter). Da reines Koffein sehr bitter ist, und 11 Liter Flüssigkeit zu verputzen auch nicht gerade angenehm ist, können wir also annehmen, dass ein Vergiftungsszenario auf diesem Wege eher unwahrscheinlich ist. Vermutlich würden wir auch vor erreichen der tödlichen Dosis bereits so hibbelig werden, dass uns die Kaffeetasse ohnehin aus der Hand fällt.

Und mit dem Stichwort hibbelig, sind wir auch schon bei unerwünschten Wirkungen bei Überdosierung: Unruhe, Zittern, beschleunigter Puls und Extrasystolen (Herzrhythmusstörung)… Ein eher unschönes Gefühl, wie ich nach dem unüberlegten Genuss einer halben Füllung meiner Mokkakanne (entspricht etwa 3 Espresso Tassen oder 1 Pott) erfahren durfte. Man hat das Gefühl gleich die Wände hochkraxeln zu können und ist bis spät in die Nacht putzmunter. Ergo: Personen, die ohnehin schon zu Panikattacken und Angststörungen neigen, sollten starken Kaffee und Energy-Drinks eher meiden. Man kann sich diese Nebeneffekte sehr schön vorstellen, wenn man sich das Netz einer Spinne unter Koffeineinfluss anguckt:

Caffeinated spiderwebs.jpg
Gemeinfrei, Link

Das Netz sieht in der Tat aus wie mit zittriger Hand und heißer Nadel gestrickt.

Wieviel Koffein ist also unbedenklich ? Eine Orientierungshilfe ist das Merkblatt „Koffein“ der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA), in welchem für (gesunde, nicht schwangere) Erwachsene eine Tageshöchstdosis von <400 mg als unbedenklich angenommen wird, bei einer maximalen Einzeldosis von 200 mg Koffein.

Geplanter Koffein-Konsum

Hat man aber nun zu tief in die Kaffeetasse geguckt, dann hat man an den Nebenwirkungen erst mal eine ganze Weile Freude. Die Halbwertzeit (also die Zeit die verstreicht, bis sich die Konzentration eines Stoffes im Körper halbiert hat) beläuft sich 2,5 – 4,5 Stunden. Eine Zeitspanne, die einem bei Herzrasen sehr lange vorkommen kann. Im ungünstigen Fall haben wir selbst nach 9 Stunden immer noch ein Viertel der ursprünglichen Koffeinmenge im Körper ! Es sei denn sie sind Raucher: Nikotinkonsum reduziert die Halbwertzeit von Koffein um 30 – 50 % ! Coffee & Cigarettes sind also keine so gute Kombo, wenn wir uns mit Koffein dopen wollen ! Bei Frauen, welche die Pille nehmen, ist es genau umgekehrt. Hier kann sich die Halbwertzeit verdoppeln ! Grapefruitsaft hat einen ähnlichen Effekt !

Interessante Mischung: Koffein & Grapefruit !

Wesentlich effizienter ist die Aufnahme von Koffein: Sein Übertritt vom Verdauungstrakt ins Blut erfolgt relativ zügig und fast vollständig. Bereits nach rund 15 Minuten ist Spitzenkonzetration im Blutplasma erreicht. (Dies entspricht auch der Dauer, bis der Morgenkaffee bei mir anspringt.) Enthält der flüssige Muntermacher auch Kohlensäure sogar noch rascher (Ein Hoch auf die Cola !).

Caffeine and where to find it

Bisher haben wir Kaffee und Cola als typische Koffeinquellen ausgemacht. Doch wieviel Koffein ist darin enthalten ?

  Portion Pro Portion Konzentration (mg/L)  
Filterkaffee Tasse (150 mL) 267–800 mg 40–120 mg/L Wikipedia
Kaffee, Starbucks Tall (354 mL) 235 mg 664 mg/L Starbucks.com
Espresso 40–60 mL 100 mg 1667–2500 mg/L Wikipedia
Espresso, Starbucks 40 mL 75 mg 1875 mg/L Starbucks.com
Tee, schwarz Tasse (300 mL) 31–96 mg 103–320 mg/L gruenertee.de
Tee, Earl Grey, SB Tall (354 mL) >40 mg >113 mg/L Starbucks.com
Coca Cola Glas (0,33 L) 39 mg 118 mg/L Stiftung Warentest
Pepsi Glas (0,33 L) 34 mg 103 mg/L Stiftung Warentest
Afri Cola Glas (0,33 L) 86 mg 260 mg/L Stiftung Warentest
Red Bull Dose (0,25 L) 80 mg 320 mg/L Red Bull
Club Mate Flasche (0,5 L) 100 mg 200 mg/L gruenertee.de

Wenn man sich im Internet auf die Suche nach dem Koffeingehalt verschiedenster Lebensmittel macht, wird man feststellen, dass man für viele uneinheitliche Angaben findet. Dies ist nicht überraschend, da es sich bei Kaffee, Tee und Schokolade um Naturprodukte handelt und der Gehalt an Inhaltsstoffen natürlich schwanken kann (saisonal bedingt oder bei unterschiedlichen Sorten). Zusätzlich kommt noch der Faktor Zubereitung ins Spiel: Mahlgrad des Kaffees, Verwendete Zubereitungsmethode, Qualität des Wassers etc. Je standardisierter die Zubereitung, desto einheitlicher das Ergebnis. So lässt sich auch erklären warum der Kaffee in großen Kaffeehausketten im Mittel eine relativ konstanten Koffeingehalt hat. Bei Fertigprodukten lässt sich dies natürlich noch viel genauer steuern.

Vergleichen wir die Einträge der Gattung Kaffee, sehen wir, das ein einzelner Espresso geringer zu Buche schlägt, als eine Tasse strammer Filterkaffee (kleinere Tasse, weniger Koffein). In punkto Konzentration ist der Espresso jedoch der ungeschlagene König bei den hier betrachteten Getränken !



Quelle: Amazon.com

Quelle: Amazon.com

Aber wie so oft im Leben neigt auch hier der Mensch zu Extremen. Wem herkömmlicher Kaffee nicht genug Bumms hat, der kann spezialisierte Kaffeesorten kaufen, die den Koffeingehalt auf die Spitze treiben. Nehmen wir z.B. Kaffee der Marke Biohazard, führt man sich pro 350 mL Pott etwa 928 mg Koffein zu. Eine solche Portion überschreitet also locker die 2-fache maximale Tagesdosis.

Biohazard Coffee featuring… (Quelle: Amazon.com)

Der Hersteller verspricht „Garantierte Schlaflosigkeit“ und ein „Gefühl der Unbesiegbarkeit“. Aber damit ist er gewiss nicht der einzige Anbieter solcher Super-Kaffees… Die Konkurrenz trägt so klangvolle Namen wie Death Wish, Black Insomnia und Atomic Coffee, um nur ein paar Beispiele zu geben.

Und was ist mit Tee ?

Der passionierte Teetrinker hat darüberhinaus sicher schon mal das Wort Teein gehört und wird sich jetzt nun fragen, in wie weit dies hier eine Rolle spielt. Letztendlich handelt es sich auch bei dem Teein um Koffein. Die Unterscheidung kommt historisch durch die Form zustande, in der das Koffein vorliegt: Im Kaffee ist Koffein als Komplex an Chlorogen-Säure gebunden.

Chlorosen-Säure – Der „Sidekick“ des Koffeins

Dieser wird bei der Röstung oder spätestens bei Kontakt mit Magensäure gespalten und das Koffein freigesetzt. Die Wirkung des Koffeins tritt rasch ein. Im Tee ist das Koffein-Molekül Teil eines stabileren Polyphenol-Komplexes, der erst im Darm gespalten wird. Die Wirkung tritt später ein, hält dafür aber länger !

Sweet Caffeine…

Wer gerne süße Getränke mag, kann auch dort seinen Koffeinbedarf stillen: Cola, Energy-Drinks und artverwandte Gesöffe… Ob Pepsi oder Coke, Koffeinmäßig tun sich die beiden Marken nicht viel und sind im unteren Bereich der Skala angesiedelt. Ein 0.33 L Glas davon kratzt so gerade am unteren Rand der „Filterkaffee-Liga“. Wer den etwas härteren Cola-Kick sucht, greift zur Afri-Cola, die mit 250 mg Koffein je Liter der Spitzenreiter.

Wer sein Koffein nicht trinken mag, der kann es auch in fester Form zu sich nehmen. Neben den (allzu offensichtlichen) Koffein-Tabletten, gibt es allerhand mit Koffein angereicherte „Nahrungsmittel“. Ein altbekanntes deutsches Produkt ist Scho-Ka-Kola, eine Schokolade, die mit den Extrakten aus Kaffee und der Kolanuss angereichert wurde. Anlässlich der Olympischen Spiele 1936 als „Sportschokolade“ eingeführt, machte sie im Zweiten Weltkrieg als „Fliegerschokolade“ von sich Reden und gibt es noch heute, wenn auch in weniger martialischem Kontext. 8 Ecken dieser runden Schokolade sollen dabei dem Koffeinequivalent einer Tasse Kaffee entsprechen.

Aber es gibt auch Kartoffelchips (Marke NRG Chips) mit 350 mg je 100 g, koffeiniertes Müsli (Caffeinated Granola, 100 mg pro Portion), Koffein-Marshmallows (Marke Stay Puft, nur original mit dem Marshmallow-Mann, 100 mg pro Stück) und noch vieles andere mehr.

Der Stay Puft Marshmallow Mann (Ghostbusters, Columbia Pictures)

Wir sehen also, auch wer keinen Kaffee mag, kriegt irgendwo seine Dröhnung Koffein ab. Bei der Auswahl an Koffein-haltigem Naschwerk sollte man jedoch auf der Hut sein, denn wer lässt es schon bei einem Marshmallow oder einer Hand voll Chips bewenden ? Wehe dem, der einen Fressflash kriegt… Der kann die überflüssigen Kalorien direkt wieder abhibbeln… 🙂

  1. http://www.fr.de/wissen/entwicklung-der-pharmazie-goethe-und-das-koffein-a-548933
  2. genauer gesagt: Ein Zustand der in seinen Eigenschaften zwischen denen einer Flüssigkeit UND eines Gases existiert.

Six Degrees of Bunsen

Vielleicht habt ihr ja schon mal vom Spiel “Six Degrees of Kevin Bacon” gehört. Ziel des Spieles ist es eine möglichst kurze Verbindung zwischen einem beliebigen Schauspieler und Kevin Bacon zu finden. Hierfür ermittelt man die Kevin-Bacon-Zahl:

Kevin Bacon hat die Kevin-Bacon-Zahl (KBZ) 0, jeder Schauspieler, der mit ihm einen Film gedreht hat, hat die KBZ 1, ein Schauspieler, der mit einem dieser Schauspieler einen Film gedreht hat, jedoch nicht mit Kevin Bacon, hat die KBZ 2 usw.

— Wikipedia: Bacon-Zahl

Um dies einmal zu verdeutlichen sehen wir uns mal das Verwandschaftsverältnis zwischen Kevin Bacon und Jan Josef Liefers (auch bekannt als der allseits beliebte Prof. Börne aus dem Münster Tatort) an:

(Quelle: Oracle of Bacon)

Und siehe da, Jan Josef Liefers ist über 3 Schritte mit Kevin Bacon verbunden. Interessanterweise ist die mittlere Kevin Bacon Zahl etwa 3. Wer das gerne einmal selbst für seinen Lieblingsschauspieler testen will, kann das mit dem Oracle of Bacon leicht ausprobieren.

Nun kann man dieses Spielchen nicht nur in der Film-Branche spielen, sondern auch in der Wissenschaft. So ist es z.B. in der Mathematik Gang und Gebe, dass Mathematiker ihre Erdös-Zahl , d.h. den wissenschaftlichen Verwandtschaftsgrad zum ungarischen Mathematiker Paul Erdös, zu bestimmen. Da es in der Wissenschaft keine Filme gibt, geschieht dies über die Koautorenschaft von wissenschaftlichen Publikationen.

(Quelle: Wikipedia, H2g2bob, Lizenz)

Davon und durch die Diskussion über den weitläufigen Stammbaum eines Kollegen inspiriert, habe ich mich mal daran gemacht meinen wissenschaftlichen Stammbaum zu ermitteln. Also von meinem Doktorvater zu dessen Doktorvater usw. Wäre ja schon schick als Chemiker aus Giessen von Justus Liebig (einem der Urväter der modernen Chemie) abzustammen.

Schon eine illustre Ahnenreihe. Alles Namen, von denen man als Chemiker schon mal gehört haben kann. Emil Fischer, bekannt für seine Strukturaufklärung der Glucose (Traubenzucker), Adolf von Baeyer synthetisierte als erster Indigo (den blauen Farbstoff der Jeans) und Barbitursäure (chemische Grundlage der Barbiturat Schlafmittel) und schließlich Robert Bunsen, der auch in Nichtchemiker Kreisen bekannt ist, da er dem Bunsenbrenner seinen Namen gab. Unter Anderem entdeckte er auch mit G. Kirchhoff die Elemente Cäsium und Rubidium.

Dieser sitzt aber nur auf einem Seitenast des Stammbaums: Es ist zwar wahrscheinlich, das Adolf von Baeyers durch Bunsen zu seiner Doktorarbeit über Derivate des Kakodyls inspiriert wurde, daran aber im Labor von Friedrich Kekulé  der sich zu selben Zeit auch in Heidelberg aufhielt arbeitete. Kekulé der für die Aufklärung der Strukturformel des Benzols, der bekannte Benzolring, bekannt ist, war wiederum ein Schüler Liebigs. Und siehe da: Tatsächlich eine Verbindung zum alten Liebig !!!