Podcasts about schmelzpunkt

Heiko fällt auf: Wir erleben die formstabilste Von-der-Leyen-Frisur aller Zeiten.

Lang ist es her … --- Send in a voice message: https://podcasters.spotify.com/pod/show/tell-2-show/message

Viele Fragen an Paul in der Schweiß-Hotbox bei den BMW Open in München. So nah wie in dieser Folge wart ihr Paul noch nie zuvor. Denn das A in AFWNR steht heute für „alles anders“. Statt die Nummer eines berühmten Kontaktes aus seinem Telefonbuch zu wählen, hat Paul jemanden getroffen, der hier sonst eigentlich nur zuhört, so wie ihr. Wie kommt der liebe Basti also plötzlich in ein Auto mit Simon, Chris Nanoo und Paul und hat dabei auch noch ein Mikrofon in der Hand? Ich sage nur: Gute Fragen, gute Stimme und zwei Aussagen, die Paul daran erinnert haben, wofür er das alles eigentlich macht. Keine Angst, die rührende Stimmung endet spätestens als Paul in schwitzige Gesichter schaut und das Auto vollpupst. Aber mal zurück auf Anfang… Nach Pauls Anfrage hat Basti ganz nach dem Ripkey to Success #17 sein Notizbuch mit Fragen und Gedanken vollgeschrieben. Doch bevor Basti diese stellt, spricht er mit Paul über das American Express-Event mit BMW, die beiden diskutieren, ob es angebracht ist, das Wort „lit“ als Verb zu verwenden und Paul geht seinen Pflichten als Sohn nach und schmeißt die Werbetrommel für seine Mama. Nach einem kurzen Abnehm-Talk kramt Basti die Geschichte aus Rio aus und fragt Paul, ob sein Leben anders gelaufen wäre, wenn Deutschland 2014 bei der WM nicht gewonnen hätte. Waren das Pauls 15 minutes of fame? Gute Frage, nächste Frage. Äh, Fragen. „Wie bist du zu so viel Selbstbewusstsein gekommen und was steht in nächster Zeit bei dir an?“ Spoiler Alert! Pauls Antworten decken hitzige Storys der letzten und der nächsten Zeit auf, unter anderem aus dem H'ugo's in München. Und wenn ihr denkt, Basti hat nichts zu erzählen, dann habt ihr euch getäuscht. Ich sage nur Heidi Klum, Schule, Tanzkurs. Was da kommt, erwartet ihr niemals! Und wenn euch das noch nicht reicht, eine Überraschung gibt es noch: Chrissis Gast-Auftritt inklusive Live Reaction auf eine Names-Idee fürs Paul-Retreat und Storytelling von seinem Morgen in der Dusche, bis er seinen Schmelzpunkt in der Hotbox erreicht hat. Lehnt euch zurück, Ruhm-Mates dieses Landes, denn Bastis Fragen könnten eure Fragen sein und eine Beschreibung von einem Tag mit Paul aus dieser Perspektive gab es wirklich noch nie. Instagram Basti: https://www.instagram.com/balou1168/ Hier gibt's Shirts & Hoodies von Münchens Stadtlabel: https://www.franzmuenchinger.de Interesse an der Mediationsausbildung bei Pauls lieber Mama? Melde dich telefonisch unter

Hallöchen, beautiful People* und sexuelle Grüße aus dem Sexshop! Schon mal was von Wachsspielchen gehört? Meint das Beträufeln eines Körpers mit heißem Kerzenwachs. Tut weh, sieht schick aus, erfordert Vertrauen und Fallenlassen. Und ist gar nicht so gefährlich wie es klingt. Vorausgesetzt jedenfalls, Ihr beherzigt einige dringende Grundregeln. Welche das sind und wie Ihr mit Wachs zu unvergesslich hotten Erlebnissen kommt, erfahrt Ihr in dieser Folge. Eines vorweg: es gibt extra SM-Kerzen, die durch niedrigeren Schmelzpunkt eine Verletzungsgefahr minimieren. Das Produkt, was Kathi empfiehlt, heißt "Make Me Melt". Viel Spaß, bei allem was Ihr tut und verbrennt Euch nicht die Finger! Bis nächste Woche, Eure Kathi & Jules.

Mon, 18 Oct 2021 20:45:35 +0000 https://podcaste87451.podigee.io/57-56-muezzin-ruf-in-borwang a3731d4d12b2668db86c4988e3a8c8c7 - Schweinebratenedition - Die beiden Podcaster sind in der direkten Kirchweihmontagsvorbereitung. Es kommen aber nicht nur Patrick und Christian zu Wort, sondern auch der Schweinebratenverein Altenstadt mit seinem Vorstand Biff. Ihr könnt wählen zwischen einem Weißwurstverein, einem Kesselfleischverein, einem Smoothieverein und dem Verein zum gepflegten Biergenuss. Diese Episode taucht in die Tiefen des Allgäus ein und fliegt mit dem Zeppelin von Füssen über das Schongauer Bootshaus, zusammen mit Tony Marshall und ein bisschen Frieden - leicht cannabislegalisieret - nach Köln zu The Masked Singer oder wie man dort sagt: Muezzin-Ruf. Und während Rainer Wendt sich den Beliebtheitsumfragen von Kurz so schnell nähert wie die Elektrobusse dem Schmelzpunkt, haben Christian und Patrick neben einem Ed Hardy T-Shirt auch noch ein Merkel geführtes Tretbootverleih-Start-Up und den ewigen Kampf zwischen Industrie-Sulz und Milchreis mit Zucker und Zimt am Start. Aber ganz unter uns: Ob gute oder schlechte Zeiten, in der Lindenstraße ist die verbotene Liebe mit den Roten Rosen dahoam. Und dahoam is dahoam… 57 full - Schweinebratenedition - no Rot oder Rosé

In Folge 6 ihres Mythologie Podcasts begeben sich Steffi und Sarah nach Nordgermanien. Es geht um nordische Mythologie, bzw. um den nordgermanischen Schöpfungsmythos, um Marvel Comics, die Bachelorette, Asgard, Thor, Midgard, Odin und zwei Eddas. Nicht unbedingt in dieser Reihenfolge. ***Es ist vorerst der letzte Schöpfungsmythos, der bei Mythos und Wahrheit vorgestellt wird.*** Die Höhen und Tiefen der nordischen MythologieSteffi ist heute damit dran, Sarah und allen Zuhörenden die nordische Mythologie etwas näher zu bringen. Beziehungsweise den nordischen Schöpfungsmythos und die Grundlagen für das Verständnis aller übrigen nordischen Mythen. Zunächst geht es um die Überlieferungslage: Diese sieht leider etwas dürftig aus: Erst ab dem 11. Jahrhundert gibt es zusammenhängende schriftliche Quellen zur nordischen Mythologie, soll heißen zur vorchristlichen Religion der nordgermanischen Sprachfamilie. Leider sind die beiden Hauptquellen, die Lieder-Edda und die Prosa-Edda, beide auf Altisländisch geschrieben, zu diesem Zeitpunkt mit großer Wahrscheinlichkeit schon wegen der voranschreitenden Christianisierung abgefälscht. Schade - aber leider nicht mehr zu ändern. Trotzdem soll in dieser Folge von Mythos und Wahrheit für interessierte Kulturbanaus*innen alles herausgeholt werden, was herauszuholen ist. Und das ist noch eine ganze Menge.Zwei Welten, beide an Ansehen gleich……entfachen neuen Hass aus altem Streit, im lieblichen Ur-Abgrund, dem Schauplatz unseres Stückes… so oder so ähnlich beginnt auch die gesamte nordische Mythologie, auch wenn man nicht gerade von neuem Hass aus altem Streit sprechen kann, sondern eher von Gegensätzlichkeiten. Aber von Anfang an: Am Anfang von Allem gibt es nur einen unendlichen tiefen Ur-Abgrund. Und hierin gibt es eine einzige Welt, eine Welt aus Feuer und Hitze: Muspelheim. Erst mehrere Generationen entsteht eine zweite, völlig entgegengesetzte Welt: Niflheim, eine Welt aus Wasser und Eis. Wie diese beiden Welten entstanden sind, ist unbekannt, doch aus Niflheim fließen nicht weniger als 11 Flüsse in den Abgrund hinunter, indem sie irgendwann gefrieren. Da immer mehr Wasser nachkommt, wandert langsam aber sicher eine Eisspitze hinaus nach Muspelheim, wo das Eis aufgrund der Hitze wieder schmilzt - und an diesem Schmelzpunkt, hervorgegangen aus den Ureigenschaften der ersten Welten, entsteht der mächtigste und größte und vor allem erste Tauriese aller Zeiten: Ymir. Ymir schläft und bekommt gar nicht mit, dass sich erstens unter seiner Achsel und zwischen seinen Beinen langsam aber sicher weitere Ries*innen bilden, er verschläft auch die Entstehung zwei weiterer Wesen. Zum ersten wäre da die riesige Urkuh Audhumla, die nach drei Tagen Existenz den Ur-Gott Buri aus dem Eis herausschleckt, während der Ur-Riese Ymir sich unterdessen immer noch schlafend von der nonstop aus ihr herausfließenden Milch ernährt. Ebendieser Buri gründet eine Familie mit einer anderen, aus Ymir hervorgegangenen Riesin und bekommt einen weiteren Sohn: Bor. Bor wiederum ist seines Zeichens Vater der ersten drei Asen (das vorherrschende Göttergeschlecht der nordischen Mythologie):Odin, Vili und VéDiese drei soon to be Obergötter (vor allem bekannt natürlich Odin, der alleroberste Gott) machen sich alsbald daran, Ymir den Ur-Riesen zu töten. Der wiederum verliert beim Sterben ein ganzes Meer von Blut, das sich im Ur-Abgrund sammelt und in dem alle anderen Ries*innen ertrinken. Alle außer zwei: Bergelmir, Enkel Ymirs, und seine Frau können entkommen und gründen Jötunheim, die Welt der Ries*innen, in der ab jetzt die (größtenteils) Gegenspieler der Gött*innen leben und auf Ragnarök, das Ende der Welt, warten werden. (Die nordische Mythologie, im Gegensatz zu anderen Mythologien, bietet uns nicht nur eine Geschichte zur Weltentstehung, sie liefert uns auch eine zum Weltuntergang: Ragnarök, die Götterdämmerung, ist der Zeitpunkt, an dem die Ries*innen gegen die Gött*innen aufbegehren werden und die Göttergeschlechter der Wanen und der Asen gemeinsam einen letzten Endkampf antreten). Ymirs Leichnam wird von Odin, Vili und Vé in das Meer aus seinem Blut geworfen und dann formen sie aus ihm eine weitere Welt: Midgard - unsere Erde. Diese schirmen sie gegen das Ur-Meer aus Ymirs Blut und gegen Angriffe der Ries*innen gut ab, bevor sie noch die ersten Menschen aus Baumstämmen schnitzen und dann über Bifröst, die Regenbogenbrücke, in ihre eigene, frisch gegründete Welt entschwinden: Asgard.Yggrasil, der WeltenbaumDie uns nun bekannten Welten (Muspelheim, Niflheim, Jötunheim, Midgard und Asgard) wurden bald nach der Gründung Midgards durch den Baum Yggrasil, den größten und stärksten aller Bäume, verbunden. Der Weltenbaum wird alle Zeitalter überleben. Auch Ragnarök. Nicht nur verbindet er alle existenten Welten miteinander, er bietet auch den merkwürdigsten Tieren ein Zuhause, zum Beispiel Nidhogg, dem Drachen, Ratatosk dem böswilligen Eichhörnchen, oder einem Adler, der von seiner Krone aus alles überblickt (und unzählige mehr). Yggdrasil und dessen Welten werden in drei Ebenen aufgeteilt: Zum einen die oberste Ebene, auf der neben Asgard auch Wanheim angesiedelt ist, die Heimwelt des Göttergeschlechts der Wanen. Genauso befindet sich dort auch Albenheim, Heim der Lichtalben, wunderschöner Lichtgestalten, vergleichbar mit Elben. Auf der mittleren Ebene von Yggdrasil befindet sich Midgard, Jötunheim und Muspelheim. Und auf der untersten Ebene der Weltenesche kennen wir bisher zwar nur Niflheim, die Welt aus Eis, dort angesiedelt ist aber auch Helheim, Unterwelt für alle Menschen, die nicht mutig im Kampf gefallen sind (im Kampf gefallene Krieger kommen nach ihrem Tod nach Valhalla, Odins Palast in Asgard, um dort an der Seite der Gött*innen gegen die Ries*innen zu kämpfen (Ragnarök mal wieder). Neben diesen beiden Welten ist auf der untersten Ebene zuletzt noch die neunte Welt angesiedelt: Schwarzalbenheim - ein Gegenentwurf zu Albenheim, in dem dunkle und hässliche Gestalten leben.Und diese neun Welten bilden nun die Grundlage für das gesamte Verständnis der nordischen Mythologie, aus der noch viele Mythen und Erzählungen in unserem Podcast folgen werden. Viel Spass mit dieser Folge und mit allen folgenden. (Bachelorette Spoiler: 34:09-38:15)

Charles Hall gelang es, den Schmelzpunkt für reines Aluminiumoxid auf etwa 950 °C herabzusetzen: Er entdeckte damit eine kostengünstige Methode zur Herstellung von Aluminium.

Havelberg als exklusiver Treffpunkt des russischen Zaren Peter der Große und einem deutschen König. Die Hansestadt als Schmelzpunkt internationaler Politik und mit dabei das legendäre Bernsteinzimmer – hört sich nach einem Fernsehkrimi an – ist aber spannende Realität. Peter der Große und der preußische Soldatenkönig Friedrich Wilhelm I. verlebten in der Hansestadt anregende Tage, bei der nicht nur über Krieg und Frieden entschieden wurde...

Der Tonbank Berlin Podcast sitzt bei Temperaturen um den Schmelzpunkt an einem der besonderen Ort in Berlin, wo man einen kühlen Kopf bewahren kann. Hier berichten die zwei Stefans von eben jenen besonderen kühlen Plätzen in der Hauptstadt, viel zu heißen Büros und dem Sauna Aufguss in der U8.

«NOTEN & SCHLÜSSEL»  Konzerteinführungen aus Grafenegg, die Ohren öffnenMichael Gmasz über das Programm des Konzerts in Grafenegg am 4. September. InterpretenMNOZIL BRASS   ProgrammBest-of Programm «Gold - Mit Abstand das Beste»Angewandte Blechmusik für alle Lebenslagen: Blasmusik, Schlager, Jazz und Popmusik, Oper und OperetteRausch verursachendes Edelmetall, Schmelzpunkt bei 1064,18 °C, Chemische Bezeichnung AU, Ordnungszahl 79. Meistens vorzufinden an Ringfingern, Zähnen und Olympionikinnenhälsen, häufig in Blattform, seltener als Schallplatte und vereinzelt angeblich sogar im Wienerherz. Und nicht zuletzt eben auch auf Blechblasinstrumenten.Mnozil Brass schenkt sich und dem Publikum deshalb zum 28. Geburtstag eine Definitive Best Of Anthology Greatest Superhits Celebration Show, kurz: «Gold» https://www.grafenegg.com/de/podcast

In Folge #119 Das Video der aktuellen Folge direkt auf Youtube öffnen Bitte beachten Sie auch immer den aktuellen "Haftungsausschluss (Disclaimer) und allgemeiner Hinweis zu medizinischen Themen" auf https://paleolowcarb.de/haftungsausschluss/ 20% auf alle Produkte im BRAINEFFECT Shop Gutscheincode: Evolutionradioshow - 20% auf alle Produkte im BRAINEFFECT Shop unter www.brain-effect.com Und nicht vergessen: Wenn du uns auf Youtube siehst, und wenn du es noch nicht getan hast, dann abonniere unseren Kanal „Evolution Radio Show“ Wenn du das Podcast hörst, dann findest du die Links für Apple iTunes und Android hier auf unserer Homepage Kurze Zusammenfassung Alexander Wunsch ist Arzt, Forscher und Referent in den Bereichen Lichttherapie, Photobiologie und Biophysik. Er erforscht Chancen und Risiken natürlicher und künstlicher optischer Strahlung auf Mensch und Umwelt, berät Politik, Medienvertreter und Industrie bei lichtbiologischen Fragen und entwickelt kurative, präventive und protektive Konzepte und Anwendungen für die Lichttherapie und Lichthygiene beim Menschen. Er ist Mitglied der Deutschen Akademie für Photobiologie und Phototechnologie (DAfP), der deutschen Lichttechnischen Gesellschaft (LiTG) und Lehrbeauftragter für den Themenbereich “Light and Health” im internationalen Master-Studiengang “Architectural Lighting Design” der Hochschule Wismar. Er hält regelmäßig Vorträge über biophysikalische, lichtbiologische und lichtmedizinische Themen im In- und Ausland. ##Alle Vorträge von Alexander Wunsch auf Vimeo ##Wir sprechen in dieser Folge über Was unterscheidet künstliches Licht von natürlichem Licht Wie wirkt Licht auf die Zellen Warum sind gerade LEDs so schädlich für unsere Gesundheit? Welche Art von Leuchtmittel sollte man zu Hause nutzen und wie kann man sich am besten vor den negativen Effekten anderer Blaulichtquellen, wie Monitore, schützen? #Transkript Julia: Gut. Lieber Alexander Wunsch, herzlich willkommen zur Evolution Radio Show. Dr. Alexander Wunsch: Schönen guten Tag. Julia: Wir werden gleich losstarten ins Thema, weil es ist komplex, es gibt viel zu sagen dazu. Vielleicht würde ich gerne so starten. Dass Sonnenlicht irgendwie wichtig ist, das ist schon würde ich fast sagen im Mainstream angekommen, aber eigentlich nur, was die Knochengesundheit und Vitamin D betrifft und alles darüber hinaus existiert eigentlich nicht in der Wahrnehmung. Doch Licht hat ganz, ganz viele Funktionen im Körper, die weit über dieses, nur über das Vitamin D hinausgehen. Vielleicht könnten Sie ganz kur erklären, auf welche Bereiche Licht oder vor allem natürliches Licht wirkt. Wofür brauchen wir Sonnenlicht? Dr. Alexander Wunsch: Hm, das ist die einfachste Frage sozusagen vorweg. Das Sonnenlicht, wie Sie schon gesagt haben, das ist für sämtliche Lebensprozesse letztlich essentiell und das Besondere am Sonnenlicht ist aus meiner Sicht jetzt nicht mal die genaue Spektralzusammensetzung, also aus welchen Wellenlängen das besteht, sondern zunächst mal im Kontext der Evolution ist das Sonnenlicht A) der Antrieb für sämtliche Vorgänge auf unserem Planeten, ob das jetzt klimatische Vorgänge sind oder ob das die chemische Evolution wäre oder auch die biologische Evolution, jeder Energieaustausch, stoffliche Veränderungen in den Molekülen, alles ist letzten Endes zurückführbar auf die Sonnenenergie und auch auf die Zusammensetzung des Sonnenlichts. Das Besondere ist hierbei, dass das Leben sich unter dem Licht der Sonne entwickelt hat und dass seit über 4 Milliarden Jahren sich die Zusammensetzung dieses Sonnenlichts praktisch nicht wesentlich verändert hat. Und dadurch haben alle Organismen gelernt, das Beste aus dem vorhandenen Spektrum herauszuziehen und auch zum Beispiel zu nutzen, um sich gegen die potentiell schädlichen Anteile zu wehren. Und dadurch ist das Sonnenlicht ein sehr komplexer Cocktail von Strahlung, also ein Strahlungsgemisch, das den Lebensprozessen praktisch in jeder Hinsicht förderlich ist. Das beginnt mit der visuellen Orientierung, das geht über die Absorption von ganz bestimmten Wellenlängen, dadurch die Erzeugung des Farbspektrums, das uns umgibt in der Natur, in unserem Environment, und dann zum Beispiel Vitamin D ist ein ganz kleiner Aspekt dessen, was in unserem Körper, in der Haut passiert, im Sinne von einer Photosynthese. Wir sind anders als Pflanzen nicht in der Lage selbst Sonnenenergie in chemische Energie umzuwandeln, deswegen müssen wir Pflanzen oder pflanzenfressende Tiere wiederum aufnehmen, um unseren Energiehaushalt in Balance zu halten. Aber zum Beispiel die Wärme, die klimatischen Bedingungen, die uns umgeben, die lassen sich auch auf das Sonnenlicht zurückführen. Und dann haben wir für die Wärmestrahlung nochmal eine entsprechende Aufteilung, also einmal ist es natürlich direkt die Temperatur, die uns umgibt, die auf Sonnenaktivität zurückzuführen ist, aber auch solche Strahlungsanteile, die wir nicht direkt als Wärme spüren, zum Beispiel den Nahinfrarotbereich, der aber sehr tief in unserem Körper letztlich eindringen kann. Sonnenlicht besteht zu über 40 Prozent aus Nahinfrarotstrahlung, die wir weder sehen noch fühlen können, die aber unser Gewebe durchdringt und zum Beispiel auf dem Energiehaushalt Einfluss nimmt, weil es direkt die Zellkraftwerke ansprechen kann. Julia: Und ich meine, das geht vielleicht auch zu weit, aber wie kann man sich das vorstellen, wie wirkt das Nahinfrarot? Wie wirkt das auf die Zelle direkt? Wie kann das Einfluss nehmen auf den Metabolismus? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen hatte ich schon kurz angerissen, dass es einen Zusammenhang mit der Aktivität, mit der Stoffaktivität, Stoffwechselaktivität der Mitochondrien gibt, der Zellkraftwerke. In den Mitrochondrien selbst gibt's verschiedene Enzyme, die für die Energiegewinnung verantwortlich sind. Da gibt's ein Enzym mit einem, je nachdem, einem zungenbrecherischen Namen, die Cytochrom-C-Oxidase. Das ist der Komplex 4 in der Elektronentransportkette der Mitochondrien und dieses Enzym, das hat Absorptionsbereich im langwelligen Teil des Spektrums zwischen 600 und 850 Nanometer. Das wäre als irgendwo zwischen rotorange und Nahinfrarot mit etwa 850 Nanometern. Und in diesem Bereich hat die Cytochrom-C-Oxidase 4 Absorptions-Peaks und man weiß aus Versuchen, von Zellversuchen bis hin zu Experimenten auch am Menschen, dass die Bestrahlung mit diesem Spektralbereich dazu geeignet ist, die den Energiehaushalt in den Mitochondrien zu stabiliseren. Also gerade jetzt in Zellen, wo Energiemangel herrscht beispielsweise, kann man die verfügbare chemische Energie anheben. Das ist das ATP, Adenosintriphosphaat, wird in den Mitochondrien hergestellt und der Komplex 4 ist die vorletzte Stufe dieses Bereitstellungsprozesses. Also das letzte Enzym vor der ATP Synthase. ATP Synthase ist so eine kleine Turbine, die wie eine Druckerpresse ständig aus Adenosintriphosphat und anorganischem Phosphat dann das begehrte ATP zusammenpresst und diese Turbine wird durch einen Ladungsträger angetrieben. In der Mitochondrienmembran und darauf kann ich mit dem Licht Einfluss nehmen. Das ist so ein Aspekt, der im Zusammenhang mit einer medizinischen Anwendung oder phototherapeutischen Anfwendung immer wieder auch diskutiert wird. Das ist dieses Verfahren nennt man Photobiomodulation, also die Anwendung von langewelligem Licht, das keine Wärme Effekte im Gewebe erzeugt, aber trotzdem solche positiven, wir kommen zeitig wie beziehungsweise die Anhebung der ATP Konzentration und damit eine bessere Verfügbarkeit chemischer Energie. Wir stellen am Tag etwa so viel ATP in unseren ganzen Zellen her, wie wir wiegen. Das ist also ein sehr umfangreicher Prozess, der praktisch in allen Bereichen, wo Energie benötigt wird, ob das jetzt Muskelaktivitäten sind, ob das chemische Transportvorgänge sind, ob das Eiweiß oder Fettsynthese oder Zellmembranen, die hergestellt werden müssen. Also jeder Vorgang eigentlich im Körper, der ist energieabhängig und damit auch abhängig von diesem ATP. Und dann gibt's noch weitere Effekte, die man diesem langwelligen Licht, dem Nahinfrarotlicht zuordnen kann. Dabei geht's zum Beispiel um die Aktivierung von Wassermolekülen. Man weiß, dass der menschliche Körper aus etwa 70 Prozent Wasser besteht, unser Stoffwechsel findet also in diesem flüssigen Medium statt und durch das Licht kann ich Wassermoleküle gezielt in Bewegung versetzen, kann also die kinetische Energie im Wasserkompartiment erhöhen und damit zum Beispiel Stoffaustauschvorgänge verbessern, ohne dass ich dabei das Gewebe unerwünschtermaßen erhitzen würde. Das sind jetzt schon 2 wichtige Aspekte, wie ich auf Stoffwechselvorgänge optimierend Einfluss nehmen kann über dieses Nahinfrarotlicht. Julia: Wenn man das so hört, dann kriegt man wirklich mal nur so einen kleinen Einblick darin oder dahingehend, wie wichtig oder welche Rolle Licht oder vor allem gewisse Wellenlängen, die richtigen Wellenlängen auf unseren Körper haben. Wenn man aber sich die allgemeine Diskussion oder die Mainstream-Medien anschaut, wenn es da um Licht geht oder um Sonnenlicht, dann werden vor allem eigentlich die schädigenden Aspekte immer angesprochen. Es wird immer eher Angst gemacht, muss man fast sagen. Man darf nicht mehr rausgehen, also einerseits soll man zwar rausgehen wegen dem Vitamin D, auf der anderen Seite sollte man sich aber auf jeden Fall mit einem Lichtschutzfaktor 30 oder noch höher einschmieren und auf jeden Fall eine Sonnenbrille tragen und bloß kein Licht an die Haut und an die Augen lassen, weil dann kriegt man Hautkrebs oder Makula-Degeneration oder was auch immer. Das ist so ein richtiger Ambivalent, die Informationen, die man bekommt, und die Leute sind auch sehr verunsichert und ich habe direkt den Eindruck auch, wir fürchten uns vor Licht, mit dem wir seit 4 Millionen Jahren aufgewachsen/ oder seitdem wir auf der Welt sind, auf der Erde wandeln, ein Teil unserer Biologie war. Auf der anderen Seite haben wir nicht die gleiche Skepsis gegenüber Lichtquellen, die erst seit 100, 200 oder 300 Jahren in unserer Welt sind. Das finde ich sehr, sehr schwierig. Vielleicht, ich meine das waren jetzt mehrere Aspekte in einem, muss ich mich schützen vor dem Sonnenlicht oder bis zu welchem Grad oder wie gehen Sie damit um? Ist es tatsächlich eine Gefahr oder was ist die richtige Dosis? Dr. Alexander Wunsch: Wir haben es hier, also auf solche vielschichtigen Fragen gibt's natürlich auch gerne mal eine vielschichtige Antwort. Während Sie die Frage formuliert haben, ist mir zunächst mal das Cui Bono eingefallen. Die Frage auf Lateinisch, die dann übersetzt lautet: Wem nützt es? Also wer profitiert davon, wenn die Menschen Angst vor der Sonne haben? Die Weltgesundheitsorganisation hat sich dazu entschlossen, die sogenannte No Sun Policy zu fahren. Also im Prinzip von der Sonnenexposition komplett abzuraten. Dadurch hat man natürlich das Problem, dass sich die Vitamin D Mangelerkrankungen immer weiter ausbreiten und die öffentlichen Stellen, jetzt zum Beispiel die Weltgesundheitsorganisation, die meines Wissens sogar, wenn man da mal nachschaut, wer die ganzen Kosten sponsert und trägt, da bekommt man dann auch wieder Antworten, warum es möglicherweise profitabler ist den Menschen vor der Sonne Angst zu machen als ihnen praktisch beizubringen, wie man richtig mit der Sonne umgeht. Es ist definitiv komplexer den Menschen beizubringen, wie sie richtig mit der Sonne umgehen als zu sagen, gar keine Sonne und 30er Sonnenschutzfaktor. Das Problem ist, wenn man die Sonnencreme verwendet, halten sich die Menschen wesentlich länger im Sonnenlicht auf als es ihnen eigentlich guttut, bilden dabei aber kein Vitamin D und bilden auch keinen eigenen Sonnenschutz, den sie sonst aufbauen würden. Wenn man also ohne Sonnenschutzcreme in der richtigen Dosierung die Sonne genießt, dann baut man einen eigenen Sonnenschutz auf, den man auch immer dabeihat. Die Sonnencreme, die wird gerne mal vergessen im falschen Moment und plötzlich ist die Folge dann der Sonnenbrand, den man auf jeden Fall vermeiden sollte. Wir haben beim Sonnenlicht wie auch bei vielen anderen einwirkenden Reizen oder Energien eine U-förmige Reizantwort, also das wäre dann eine U-Shape Curve, eine Kurve, die aussieht wie ein U so ungefähr, wie ein bisschen flacher gezogenes U und das zeigt, der Optima in der Mitte ist der optimale Effekt zu erwarten, wenn wir die richtige Dosis haben. Wenn wir zu wenig Sonnenlicht bekommen, dann treten Mangelerscheinungen auf, die zum Beispiel beim Vitamin D erkennbar werden. Vitamin D Mangel geht mit einer erhöhten Sterblichkeit einher, geht mit Knochenkrankheiten wie zum Beispiel der Osteoperose oder der Osteomalazie einher. Wir beobachten bestimmte Krankheitsbilder, dass die gehäuft auftreten wie zum Beispiel kardiovaskuläre, also Herzkreislauferkrankungen, aber auch Infektionskrankheiten und Krebserkrankungen treten bei schwerem Vitamin D Mangel häufiger auf. Also die Unterdosierung ist ein Problem und die Überdosierung ist dann auch ein Problem, weil dann zum Beispiel Hautschäden erkennbar werden können, zum Beispiel Hautalterung, solche Sonnenfalten oder auch Hautkrebs, wobei man beim Hautkrebs wieder unterscheiden muss. Da gibt's das Melanom, das ist der schwarze Hautkrebs, der macht normalerweise weniger als ein Zehntel der gesamten Hautkrebsfälle aus und die restlichen 90 Prozent, die betreffen dann den hellen Hautkrebs, weil hier in den letzten Jahren auch die sogenannte aktinische Keratose, also eine Vorstufe in die Statistik mit einbezogen wurde und allein dadurch schon durch diese Definition das auch als Hautkrebs zu bezeichnen, die Erkrankungsraten statistisch natürlich in die Höhe geschnellt sind und deswegen, also zu viel Sonnenlicht ist ein Problem, zu wenig Sonnenlicht, und jetzt geht's darum, das Sonnenlicht ist Jahrmillionen dasselbe von seiner Zusammensetzung her. Früher hat es das Leben in seiner Entstehung begünstigt und heute haben wir im Prinzip einfach nur verlernt oder viele Menschen haben einfach verlernt oder nie gelernt, wie sie richtig mit dem Sonnenlicht umgehen. Das Sonnenlicht per se ist weder gut noch böse, sondern das Problem liegt eben am Menschen und daran, wie er mit dem Sonnenlicht umgeht. Und da werden halt viele Fehler gemacht, die man durch besseres Wissen beseitigen kann. Julia: Das heißt zum Beispiel, dass man einfach sich seinem Hauttyp entsprechend auch in der Sonne aufhält und nicht jetzt extra brät oder? Dr. Alexander Wunsch: Ja. Zunächst mal natürlich der Hauttyp. Also es gibt eine ganz individuelle Sonnenempfindlichkeit. Das ist relativ einfach die herauszufinden. Man sollte sich von unten rantasten und nicht von oben an die Verträglichkeitsschwelle, das heißt, wenn man nicht weiß, wie gut man die Sonne verträgt, dann sollte man halt mal mit 5 oder 10 Minuten anfangen, dann wieder aus der Sonne rausgehen und die Haut beobachten. Im Prinzip weiß es schon jeder, dass die Zeichen einer Überdosierung von Sonnenlicht zeitverzögert auftreten, das heißt nach 3 oder 4 Stunden merkt man erst, wenn man zu lange in der Sonne sich aufgehalten hat und da muss man eben vorausdenken. Das heißt, ich gebe mir eine ganz bestimmte gezielte Dosis und beobachte mich dann und das Herantasten ist der eine Aspekt, dass man die Schwellendosis praktisch herausfindet, wie viel kann ich mir zumuten ohne, dass meine Haut mit Überdosierungszeichen reagiert. Und das andere ist, dass man wissen muss, dass es eine Sonnengewöhnung gibt. Und die Sonnengewöhnung, die funktioniert nur, wenn man kein Sonnenschutzmittel verwendet, bedeutet aber, dass wenn ich jetzt beispielsweise in den Sommermonaten tatsächlich mal 4 Wochen am Stück jeden Tag Sonne hätte, dann würde ich vielleicht am 1. Tag 10 Minuten gut vertragen, am 2. Tag würde ich dann vielleicht schon zwei, drei Minuten länger gut vertragen, von mir aus auch 5 Minuten und so würde sich das dann eben steigern bis auf mehrere Stunden. Das heißt nach 4 Wochen vorsichtiger oder wohldosierter Sonnenexposition kann man sich durchaus auch zwei, drei Stunden im Sonnenlicht aufhalten ohne, dass man einen Sonnenbrand bekommt. Jetzt muss man sich allerdings fragen: Ist das überhaupt sinnvoll so lange in der Sonne zu sein? Normalerweise mein Sonnenhunger ist nicht so groß, dass ich zwei oder drei Stunden anpeilen würde, sondern jetzt in den Sommermonaten, wenn ich dazu komme, Heliotherapie zu machen, dann mache ich das zum Sonnenhöchststand so um 1 Uhr mittags herum. Wir haben ja Sommerzeit, dadurch ist der Sonnenhöchststand nicht um 12, sondern eher so roundabout 1 Uhr. Warum diese Uhrzeit eigentlich am besten ist? Wir haben den höchsten Gehalt an Ultraviolett B Strahlung, die in der Lage ist Vitamin D zu synthetisieren in der Haut und dadurch kann in der kürzestmöglichen Zeit das maximale Vitamin D erzeugen. Deswegen mittags um 1 Uhr ist optimal und wenn man da 20 Minuten, 30 Minuten vielleicht jede Körperseite der Sonne aussetzt, dann fängt man auch an zu schwitzen und es wird einem heiß. Also mal ganz ehrlich, fühle ich mich nach den 20, 30 Minuten im Schatten dann auch wesentlich wohler als wenn ich jetzt weiter in der Sonne braten müsste. Und da gibt's aber halt ganz unterschiedliche, der Mensch gewöhnt sich ja an alles, und wer sich halt an das Braten in der Sonne gewöhnt hat, weil er zum Beispiel unter dem Schutz von Sonnencreme keinen Sonnenbrand bekommt, der kann das schon länger in der Sonne aushalten, aber gesund ist das natürlich nicht und vernünftig ist es auch nicht. Mehr als eine halbe Stunde pro Körperseite für jemand mit einer mitteleuropäisch hellen Haut ist eher kontraproduktiv. Julia: Ich meine, jetzt ist die Haut eine Sache, aber die andere sozusagen das andere Problemfeld, das sind auch die Augen und die werden eben geschützt durch Sonnenbrillen. Wie sehen Sie das? Ist das sinnvoll, ist das nicht sinnvoll? Wie sollte man da umgehen und warum sollte man vielleicht sich auch überlegen da nicht auch an die Augen oder an die Retina zu lassen? Dr. Alexander Wunsch: Eine Sonnenbrille ist praktisch für die Augen das, was die Sonnencreme für die Haut darstellt, zumindest mal unter sage mal Normalbedingungen. Man kann bei Wikipedia zum Beispiel auch diese Sonnenschutzbrillen der Inuit sehen. Da gibt's Abbildungen dazu, das heißt, auch in recht einfachen Kulturen war das Thema Lichtschutz der Augen in Form von so Schlitzen in knöchernen Brillen auf jeden Fall ein wichtiges und wenn man eben in einer Umgebung ist wie jetzt zum Beispiel im ewigen Eis und es scheint die Sonnen und von überall, von oben und von der Seite, aus der Blickrichtung, überall hat man diese hohen Strahlungsintensitäten, da ist ein Augenschutz natürlich schon wichtig. Aber wenn man sich jetzt beispielsweise im Schatten von irgendwelchen Pflanzen oder auch von mir aus von Gebäuden aufhält, dann ist eigentlich ein Hut viel, viel wichtiger als eine Sonnenbrille und dadurch, dass die Lichtreaktionen im Organismus konzertierte Aktionen sind, aus den Vorgängen, die in der Haut ablaufen, und den Vorgängen, die über das Auge gesteuert im Zwischenhirn ablaufen, ist es eigentlich für den Organismus leichter mit den Lichtbedingungen umzugehen oder sich an die Lichtbedingungen anzupassen, wenn er die Lichtbedingungen quasi ungefiltert bekommt. Und es ist immer sinnvoll, dass man, wenn es mehrere "Sinneskanäle", jetzt mal in Anführungsstrichen, gibt, auch wenn der Sinneskanal von Licht, wie er über die Haut uns nicht direkt bewusst erreicht und die vegetativen Einflüsse von Licht über das Auge uns nicht direkt bewusst erreichen, sind es trotzdem Sinneskanäle. Da ist es wichtig, dass die verschiedenen Sinneskanäle den eigentlichen Sinnesreiz möglichst ungefiltert bekommen. Sonst kommt es zu einem Durcheinander in der Regulation. Julia: Wir haben jetzt viel eben über Sonnenlicht und vor allem über das natürliche Licht gesprochen. Ich würde aber auch gerne jetzt sozusagen den Sprung ins Innere machen, zum künstlichen Licht in die Räume hinein. Und wie ich es vorhin gesagt habe, es herrscht so eine grundsätzliche Skepsis interessanterweise der Sonne gegenüber, andererseits überhaupt keine Skepsis den ganzen künstlichen Lichtquellen gegenüber, die wir aber teilweise erst ein paar hundert, also 200, 300 Jahre haben. Ist diese, sollten wir skeptisch sein und wenn ja, vielleicht auf welche, gibt's da Unterschiede? Sind manche künstliche Lichtquellen besser als andere? Vielleicht können Sie da noch ein bisschen was dazu sagen? Dr. Alexander Wunsch: Bei Lichtquellen, die 200, 300 Jahre alt sind, braucht man jetzt eigentlich weniger skeptisch zu sein. Also eigentlich ist es so, dass wir seit ein paar tausend Jahren schon Fackeln und Kerzen haben, seit ein paar hunderttausend Jahren haben wir das Feuer und das Feuer ist die erste künstliche Lichtquelle, die dadurch, dass das Feuer mit Rauch und Hitze verbunden ist, uns immer signalisiert hat, wenn wir in Gefahr gelaufen wären, es über zu dosieren. Und erst mit dem elektrischen Licht und da spezifisch mit der Glühlampe hatten wir dann eine Lichtquelle, bei der das Feuer so gebändigt worden war, dass es zum Beispiel die Luft nicht mehr verschmutzt hat, zumindest nicht in dem Raum, in dem man die Glühlampe betreibt. Die Wärme war trotzdem noch vorhanden, aber es war erstmals möglich jetzt unnatürlich helle Zustände in der Nacht herbeizuführen. Das erste Problem, was man mit solchen Kunstlichtwellen betrachten sollte, das ist die Rhythmusstörung, das heißt also, dass man die Nacht zum Tage macht und jeder, der mal Schichtarbeit, der mal Nachtschichten gemacht hat beispielsweise, der kann gut nachvollziehen, dass Nachtschichten oder Schichtarbeit für die Gesundheit abträglich sind. Also die wenigsten Menschen können das über einen längeren Zeitraum machen, ohne dass sie davon zumindest mal nachhaltige Störungen der inneren Uhr, des inneren Biorhythmus erleben. Unsere 24/7 Gesellschaft, dass wir 24 Stunden, also rund um die Uhr jeden Tag in der Woche alles Mögliche bekommen, alles machen könnten, rein theoretisch einkaufen und so weiter, Fernsehen einschalten, früher gab es ein Testbild und danach war nichts mehr und heute ist halt alles rund um die Uhr verfügbar. Das ist halt ein Problem und die Schichtarbeit ist letztendlich für die Gesundheit auch ein Problem und da ist der Katalysator, der uns das Ganze ermöglicht hat, schon das Kunstlicht. Und die Rhythmusstörungen sind heute im Kontext der Chronobiologieforschung immer besser untersucht, sodass wir auch immer besser verstehen, wie da mögliche Schädigungsmechanismen ablaufen. Am problematischsten sind eigentlich die Lichtquellen, die so ab den 1930er Jahren entwickelt wurden, die also auf die Glühlampe und auf die klassische Glühlampe gefolgt sind und das waren zunächst Entladungslampen, meistens Quecksilberdampfentladungslampen, die dann mit einer Fluoreszenzschicht ausgestattet wurden und diese Fluoreszenzlampen, im Volksmund vielleicht auch Neonlampen benannt, später dann Energiesparlampen, dabei handelt es sich um kalte Lichtquellen. Das heißt, das letzte Zeichen, dass wir das Licht überdosieren, nämlich die Hitze oder die Wäre, war hier auch schon beseitigt, und das Spektrum von Energiesparlampen, das ist sehr stark durch das Quecksilber, was für die Lichterzeugung sorgt im Inneren, geprägt und hat mit natürlichem Licht quasi überhaupt nichts zu tun. Glühlampenlicht ist zwar Kunstlicht, hat aber eine natürliche Spektralverteilung, und alle kalten Lichtquellen, heute ist ja die Energiesparlampe, die Entladungslampe mehr oder weniger aus der Mode gekommen. In den allermeisten Fällen greift man heute am liebsten zur LED und das ist auch das, was den Verbrauchern nahegelegt wird und versucht wird es dem Verbraucher schmackhaft zu machen. Und diese LEDs sind auch wieder energieeffiziente Kaltlichtquellen, bei denen die Spektralzusammensetzung letztlich ganz anders aufgebaut ist wie wir das in den Lichtquellen mit natürlicher Spektralverteilung finden. Und genau das ist das Problem, dass nämlich, das, was ich eingangs unseres Gesprächs schon genannt habe, wir haben uns an die Spektralverteilungen der natürlich vorhandenen Lichtquellen seit Jahrmillionen angepasst. Und wenn man jetzt an dieser Spektralverteilung auch nur geringfügige Änderungen durchführt, dann kann das mittel- und langfristig zu gravierenden Nachteilen für die Gesundheit führen. Das wären bei diesen Kaltlichtquellen zum einen Störungen der inneren Uhr, also Störungen der chronobiologischen Funktionen. Die chronobiologischen Funktionen sind ganz eng mit dem autonomen Nervensystem verknüpft und mit dem Hormonsystem, also Hormonstörungen, vegetative Störungen, sind die eine Gefahr und die andere Gefahr geht dann über, geht letztendlich von einer mangelnden Balance oder Harmonie der Spektralanteile in solchen kalten Lichtquellen aus und da wäre zum Beispiel zu nennen, dass die Netzhaut, aber auch die Haut, die solchem Licht ausgesetzt ist, Schäden erleiden kann. In erster Linie durch Sauerstoffradikale, die vermehrt gebildet werden, also erhöhter Zellstress auf der einen Seite und verringerte Reparaturvorgänge auf der anderen Seite. Da spielt dann zum Beispiel das Fehlen von diesem Nahinfrarotanteil, über den wir vorhin schon ein bisschen ausführlicher gesprochen haben, dieser Nahinfrarotanteil Licht sorgt für eine Verbesserung des Stoffwechsels, für mehr Energie und im Auge zum Beispiel oder auch in der Haut des Gesichts sind diese Prozesse eben sehr wichtig, um mögliche Schäden zu reparieren. Und diese Prozesse fallen dann weg, Reparaturvorgänge fallen weg durch erhöhte Blauanteile, die wir praktisch bei allen LEDs, bei allen Weißlicht LEDs heute finden, sorgen für mehr Stress in der Zelle, für mehr Sauerstoffradikale und dadurch entsteht praktisch so eine Grätsche, das ist quasi eine Schere, die aufgeht, mehr Zellstress und mehr Zellschäden auf der einen Seite und weniger Reparatur und Regeneration auf der anderen Seite. Julia: Und da ist dann vermutlich auch wahrscheinlich das Problem einfach die lange Exposition oder? Zu dem Blaulicht, weil wir einfach dann viele, viele Stunden untertags eigentlich nur mehr diesem Licht ausgesetzt sind oder? Also ist es dann eine Zeitfrage auch? Weil so akut habe ich ja jetzt keinen, wie gesagt bei der Sonne merke ich es nach zwei, drei Stunden schon, aber ich habe nicht dieses gleiche Gefühl, wenn ich jetzt einen ganzen Tag unter LEDs verbringe. Dr. Alexander Wunsch: Ja klar. Ich meine, man kann zum Beispiel auch den ganzen Tag hinter einem Fenster verbringen im Sonnenlicht, da bekommt man auch keinen Sonnenbrand und die Sonnenfalten, die kriegt man eben erst 20 Jahre später oder die bemerkt man eben erst 20 Jahre später. Es gibt diese Fotos von zum Beispiel Lastwagenfahrern, (Julia: Genau (lachend)) die jetzt durch die Seitenscheibe ständig dem Sonnenlicht ausgesetzt waren und die Seitenscheibe filtert aber den UVB-Anteil raus, der für einen Sonnenbrand sorgen würde. Dadurch merkt man eigentlich nicht, dass da eine Hautbelastung stattfindet, sonst könnte man sich ja zum Beispiel mit Sonnenschutzcreme oder so schützen. Aber die meisten Fensterqualitäten lassen eben UVA-Strahlung sehr stark durch. Das können 60, 70, 80 Prozent sein von dem, was quasi beim Eintritt des Tageslichts ins Fenster vorhanden ist. Das heißt, ich bekomme unter Umständen beim Autofahren innerhalb von kürzester Zeit, also von wenigen Stunden, eine UVA-Überdosierung, von der ich aber direkt nichts bemerke. Ich habe zum Beispiel einen sehr eindrücklichen Versuch, wo man an der Haut spüren kann, wie dieses noch nicht mal UVA-Licht, sondern violettes LED-Licht, das erzeugt an der Lippe beispielsweise unmittelbar eine intensive Wärme, ist fast schon zu sanft formuliert, eigentlich ist es eine Art Hitze. Wenn ich dann mit einem so einem gelben Filter dazwischengehe, dann verschwindet diese Hitze augenblicklich. Damit kann man also anschaulich demonstrieren, dass dieses kurzwellige Licht spürbar die Haut nicht nur aufheizt, also das Gewebe nicht nur aufheizt, sondern es fängt auch an so unangenehm zu kribbeln. Das sind dann beispielsweise diese Sauerstoffradikale, die im Gewebe gebildet werden durch das kurzwellige Licht. Dadurch, dass man einen Filter dazwischenschaltet, sind diese negativen oder unangenehmen Warnehmungen schlagartig beseitigt. Sowas passiert letzten Endes im Auge, wenn wir Licht um uns herum haben, das mit hohen kurzwelligen Anteilen versehen ist. Nur die Netzhaut des Auges hat eben anders als die Haut ein paar Nerven, die jetzt Unbehagen oder ein Missempfinden vermitteln würden. Wozu hätte sich unser Auge jetzt auch gegen Kaltlichtquellen schützen sollen? Im Laufe der Evolution gab's niemals die Anforderungen dafür, sondern unser Auge musste Mechanismen entwickeln, mit dem Sonnenlicht klarzukommen, unser Auge musste Mechanismen entwickeln mit dem Feuerschein klarzukommen, aber eben nicht mit diesen Leuchtmitteln oder Lampen, die die Ingenieure, die Lichttechniker, in den letzten 80 Jahren entwickelt haben. Julia: Das heißt, was wären jetzt Ihre Empfehlungen oder was wären die besten Lampen für zuhause? Was sollte man dann da für Lampen haben oder wonach sollte man da auf jeden Fall schauen? Worauf sollte man da achten? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen sollte man halt drauf achten, dass man dem Lichthunger, der den meisten Menschen angeboren ist, dass man den nicht versucht unbedingt mit Kunstlicht zu stillen, sondern dass man versucht den Lichthunger tagsüber mit dem natürlichen Tageslicht zu stillen und nachts sollte das Licht in erster Linie der Orientierung dienen und Kunstlicht mit natürlicher Spektralverteilung, da gibt's eigentlich nur 2 Möglichkeiten. Das ist einmal die Standard-Glühlampe, die nicht mehr hergestellt werden darf und die Halogen-Glühlampe. Das sind die beiden künstlichen Lichtquellen, die eine natürliche Spektralverteilung aufweisen. Man hat dabei eine optimale Farbwiedergabe, man hat eine Spektralverteilung, an die unser Organismus seit Jahrmillionen sich anpassen konnte. Bei diesem Spektrum können wir davon ausgehen, dass unser Organismus damit optimale Strategien entwickeln konnte, um das Positive rauszuziehen und keinen negativen Effekte erleiden zu müssen. Von LEDs beispielsweise, Energiesparlampen, rate ich persönlich ab, außer in speziellen Anwendungsbereichen, also ich habe immer eine kleine Taschenlampe, die ist so groß wie mein kleiner Finger, in der Hosentasche. Das ist natürlich eine LED, weil da kommt mehr Licht raus als aus so einer Riesenlampe, die jetzt auch gar nicht mehr als Taschenlampe bezeichnet werden kann eigentlich, weil sie zu groß war und Monozellen drin. Also da hat sich durchaus was geändert und LEDs, zum Beispiel gibt's auch Fluoreszenz-LEDs, die ein breitbandiges gelbes Spektrum erzeugen. Da kann man eine oder zwei als Nachtbeleuchtung optimal verwenden. Das genügt absolut, um zum Beispiel den Weg ins Badezimmer und wieder zurück ins Bett zu finden, ohne dass man den Biorhythmus, ohne dass man den Melatoninhaushalt beispielsweise negativ beeinflusst. Man braucht in der Nacht nur ganz geringe Lichtstärken oder Beleuchtungsstärken, um sich orientieren zu können. Unser Auge ist im weiten Bereich anpassungsfähig und kann mit den verschiedensten Helligkeitspegeln umgehen und dabei sollte man zum Beispiel dann auch drauf achten, dass künstliches Licht vor sagen wir mal 1.000 Jahren kam sicherlich nicht von oben von der Decke, sondern höchstens aus der Horizontalebene oder eher noch vom Boden, das heißt, ein Lagerfeuer oder eine Fackel, die an der Wand hing, aber kein Licht von oben. Man sollte auch hier die natürlichen Richtungen, die wir beobachten können, die unterschiedlich sind am Tag und in der Nacht, sollte man eigentlich auch noch mitberücksichtigen. Also einfach mal zurückgucken, wie war es vor langer Zeit, dann weiß man, woran sich unser Körper eigentlich gewöhnt hat und wenn man das nachempfindet, dann kann man quasi auf einen evolutionären Erfahrungsschatz bauen, der in unserem Körper eingespeichert ist, auch wenn es uns nicht so bewusst ist. Julia: Wird das Spektrum oder wird das irgendwie angegeben eigentlich auf der Verpackung? Also wenn ich mir jetzt ein warmweißes Licht zum Beispiel kaufen möchte, wo steht das drauf oder worauf sollte ich da schauen beim Kauf dann von den Lampen? Dr. Alexander Wunsch: Ja, das steht schon drauf. Aber es gibt gerade bei dieser, ob jetzt warmweiß oder kaltweiß, da sprechen wir von der sogenannten Farbtemperatur des Lichtes, die wird in Kelvin angegeben. Kelvin ist die Temperatur ausgehend vom absoluten Nullpunkt, der liegt bei minus 273 Grad so round about. Das heißt also 320, 310 Kelvin entsprechen dann der Körpertemperatur, also 273 plus die 37 Grad Körpertemperatur, landen wir bei 310 Kelvin. Bei Lichtquellen ist es dann so, bei einer Glühlampe, die hat 2.700 Kelvin, eine Halogenlampe hat 3.100 Kelvin, und dann ist eigentlich Schluss. Denn es gibt kein Metall mit einem höheren Schmelzpunkt als Wolfram, also Wolfram ist der Glühfaden in der Glühlampe gefertigt, und deswegen können wir mit dem Glühvorgang keine höheren Farbtemperaturen erzeugen. Als Kunstlichtquelle mit einer echten höheren Temperatur bleibt dann eigentlich nur die Kohlebogenlampe, die aber technisch sehr anspruchsvoll ist und außerdem raucht und qualmt und meistens viel zu hell wäre. Die ist auch heute eigentlich nicht mehr handelsüblich. Für alle höheren Farbtemperaturen, kaltweiß, zum Beispiel jeder Computerbildschirm wird mit einer Farbtemperatur von 6.500 Kelvin ausgeliefert, da orientiert man sich an der Sonne, die sagen wir mal so 5.700 Kelvin Oberflächentemperatur hat und allerdings eben auch wirklich so heiß ist, genauso wie der Wolfram-Faden wirklich so heiß ist, wie es der angegebenen Farbtemperatur entspricht. Kaltlichtquellen, die weisen keine echte Farbtemperatur, keine physikalische Temperatur von 6.000 Kelvin auf, sondern eine sogenannte korrelierte Farbtemperatur. Das ist ein ähnlichster Farbeindruck, den eine Lichtquelle mit tatsächlich dieser Temperatur hervorrufen würde. Das klingt jetzt ein bisschen kompliziert, aber es ist im Prinzip eine Berechnungsmethode, um einer kalten Lichtquelle einen Farbeindruck zuweisen zu können. Da fängt die Irreführung letzten Endes an. Die Farbtemperaturen, die man auf den Packungen von Lampen findet, die beziehen sich nicht auf die echte Temperatur, sondern auf die ähnlichste Temperatur, die einen solchen Farbeindruck hervorrufen würde, also man kann sich an der Glühlampe mit einer echten Farbtemperatur so von 2.700 Kelvin natürlich die Finger verbrennen, aber man verbrennt sich bei einer LED mit 7.000 oder 8.000 Kelvin eben nicht die Finger, weil das Licht auf eine ganz andere Art erzeugt wird und weil hin- und her gerechnet wird und man dann hinterher einen Wert angibt, der aber letzten Endes über die Qualität des Lichts nichts aussagt. Das heißt also, eine warmweiße - und das ist immer warmweiß - Glühlampe hat sehr wenig Blau und sehr viel Nahinfrarot. Eine warmweiße LED hingegen kann relativ viel Blau enthalten und enthält kein Nahinfrarot. Aber es ist für das viele Blau dann zum Beispiel ein bisschen mehr Rot oder Orange oder Gelb beigemischt, sodass das Messgerät hinterher einen Wert ausgibt, der auch 2.700 Kelvin lautet. Aber diese 2.700 Kelvin von einer Kaltlichtquelle haben nichts mit den echten 2.700 Kelvin von einer thermischen Lichtquelle zu tun. Und deswegen, also es sind optische Täuschungen letztendlich. Das Licht scheint wärmer auszusehen bei so einer LED, bei einer warmweißen LED hat aber dann für eine warme Lichtquelle eigentlich viel zu viel Blauanteile. Julia: Das heißt eigentlich, egal, was da draufsteht bei der LED, sollte man eigentlich nicht verwenden im Haus, wenn es irgendwie geht, wenn man es beeinflussen kann, sondern auf Halogen oder vielleicht sogar auf echte Glühbirnen noch setzen. Es gibt ja noch die Möglichkeit, die auch zu kaufen. Dr. Alexander Wunsch: Wenn man wirklich Licht verwenden möchte, Kunstlicht verwenden möchten, das für die Gesundheit die geringsten Risiken bietet, dann ist aus meiner Sicht im Moment nur die Glühlampe oder die Halogen-Glühlampe zu empfehlen. Und bei LEDs muss man immer berücksichtigen, dass die Hersteller versuchen das Ganze von der sinnlichen Anmutung her angenehm zu gestalten, angenehmer zu gestalten, aber sie bedienen sich dabei bestimmter Trick, zum Beispiel Filament-LEDs, das sind die neuesten LED-Formen, die sehen sogar wieder aus wie Glühlampen, haben auch die Schraubfassung, da sind dann solche kleinen LCDs aufgereiht. Dr. Alexander Wunsch: Es gibt heute solche Filament-LEDs, die sehen aus wie Glühlampen von der äußeren Form, haben auch eine Schraubfassung, und innendrin ist wie so ein Glühfaden, sodass man praktisch aus der Entfernung denkt, es handelt sich wieder um die gute alte Glühlampe. Aber tatsächlich ist es dann so, dass wenn man durch einen Graufilter oder durch eine sehr, sehr starke Sonnenbrille sich den Glühfaden, den scheinbaren Glühfaden anguckt, dann stellt man fest, dass hier zum Beispiel 4 kaltweiße LEDs und eine rote LED immer wieder in Folge zu erkennen sind. Das heißt, es ist ein Stream, also ein Streifen von winzigen LEDs, wo der Hersteller durch die Wahl der Lichtfarbe, dass er eben jede 5. LED mit einer roten Lichtfarbe versieht, dadurch erreicht er, dass der Messwert, die Farbtemperatur eher in Richtung warmem Licht geht. Tatsächlich haben wir aber eine Lichtzusammensetzung mit hohen Blauanteilen durch die weißen, eher kaltweißen LEDs und das Messgerät verrechnet dann die plötzliche Rotstrahlung, indem die kaltweiße Farbtemperatur nummerisch dann in Richtung warmweiß geht. Die Tricks oder die Möglichkeiten Einfluss auf die Spektralzusammensetzung zu nehmen, sind halt bei einer LED sehr groß und der Laie kann nicht auseinanderhalten, was da jetzt im Einzelnen passiert im Inneren einer solchen Lampe. Bei einer Glühlampe ist es ganz eindeutig, da ist es ein Faden aus Metall und der glüht und der gibt dementsprechend immer dasselbe Spektrum ab. Das können die modernen Lichtquellen halt leider nicht so einfach. Julia: Ja. Ich sehe schon, die Zeit verrennt und es gäbe noch so viele Fragen. Ich würde noch ganz gerne zum Abschluss die Anknüpfung an den Anfang machen. Und zwar haben Sie eben schon erzählt, dass man auch erstmal Licht und vor allem mit ganz speziellen Wellenlängen auch therapeutisch einsetzen kann und das ist etwas, mit dem Sie in Ihrer eigenen Praxis sehr viel arbeiten. Wir haben über das Nahinfrarot schon gesprochen. Ich würde jetzt gerne einfach nur, einfach auch aus Zeitgründen, gerne Infrarot herausnehmen, weil es auch etwas ist, womit viele Leute vielleicht schon Kontakt hatten, es gibt Infrarotkabinen. Ist das etwas, was empfehlenswert ist? Muss man da auch vorsichtig sein? Gibt's da Unterschiede? Das wäre eben wirklich etwas, eine tolle Information, auch für die Zuhörer und Zuschauer, weil sich jetzt viele überlegen, vielleicht sowas anzuschaffen und meist auch sehr verunsichert, weil es ein unglaubliches Angebot an verschiedenen Produkten gibt. Dr. Alexander Wunsch: Na ja, es wäre schön, wenn es da eine einfache Antwort drauf gäbe, aber beim Infrarotbereich haben wir auch wieder 3 verschiedene grobe Rasterungen. Es gibt das Infrarot A, es gibt das Infrarot B, Ferninfrarot oder Infrarot C und die wirken alle unterschiedlich auf den Organismus. Wenn es darum geht, dass man eine Tiefenwirkung erreicht, dann ist das Infrarot A eigentlich das einzige, was hier in der Lage ist, in die Tiefe des Gewebes zu kommen. Infrarot A bekommt man allerdings technisch eigentlich immer nur im Paket mit Infrarot B in Form von Glühlampen, die teilweise mit Filter ausgestattet sind, das sind die klassischen Infrarotlampen, die man so kaufen kann für relativ wenig Geld. In dem Moment, wo es dann um Infrarotkabinen geht, da gibt's unterschiedliche Ausführungen, solche, die eben quasi Fifty Fifty Infrarot A, Infrarot B haben, andere haben dann einen höheren Anteil in der Infrarot B und auch im Infrarot C Bereich. Je langwelliger das Ganze wird, umso mehr verlagert sich die Wirkung auf eine eigentlich reine Reizwirkung auf der Hautfläche. Denn schon Infrarot B ist langwellig, dass es nicht mehr in die Tiefe geht. Zum Beispiel eine Sauna, wenn der Saunaofen eine Temperatur von 200 Grad hat beispielsweise die Steine, dann haben wir es eher mit einem Dunkelstrahler zu tun, der eher im Infrarot C Bereich angesiedelt ist. Julia: Das heißt, was ich gesehen habe, es werden auch so Vollspektren Infrarot-Saunen angeboten. Ist es dann etwas, wenn man sagt, man möchte sozusagen ein abgerundetes Paket haben, ist das etwas, was man sich durchwegs anschaffen sollte oder eher nicht? Dr. Alexander Wunsch: Hm. Man muss sich dabei immer überlegen, worum es jetzt im Einzelfall geht. Die ganzen elektrischen Systeme können unter Umständen elektromagnetische Störstrahlungen erzeugen. Man ist jetzt anders als bei einer Schwitzhütte halt dann Magnetfeldern, elektromagnetischen Feldern unter Umständen ausgesetzt. Manche Menschen reagieren darauf eher mit einer Unverträglichkeit, Sonnenlicht beispielsweise hat weniger als 5 Prozent Infrarot B, also alles, was jetzt eine spürbare Wärme auf der Haut erzeugt, dabei handelt es sich dann um Infrarot-Technologien, die nicht mehr mit dem Sonnenlicht vergleichbar sind. Julia: Ja, es ist einfach interessant, weil da einfach viel am Markt ist und man dann verunsichert ist und gar nicht weiß, wofür man sich entscheiden soll. Und einerseits sehr positives natürlich hört, deswegen ist das einfach interessant, einen Experten mal zu fragen, was Ihre Meinung dazu ist. Dr. Alexander Wunsch: Vielleicht, um da nochmal einen Satz anzuhängen, es ist gibt viele Hersteller von solchen Infrarot-Saunen, man kann da bei den verschiedenen Herstellern auch Berichte lesen über die Wirkungen. Wenn sich sowas gut anfühlt und wenn man es vernünftig dosiert, dann ist es sicherlich vorteilhaft. Nur mit solchen Empfehlungen diesbezüglich bin ich zurückhaltend, man weiß nie, was dann der Anwender letztendlich aus einer Empfehlung macht, denn die Frage, was ist die optimale Dosierung, das wäre dann im Einzelfall zu klären. Die meisten Wärmekabinen haben ein Strahlungsspektrum, das mit dem Spektrum des Sonnenlichtes nicht übereinstimmt. Die Glühlampe und eine Kerzenflamme haben im Prinzip ein sehr, sehr ähnliches Spektrum, das heißt Feuer, das Feuerspektrum und das Glühspektrum, die würde ich noch als natürlich bezeichnen. Aber schon da ist es dann für eine häufige Daueranwendung wieder ein Thema, dass ich eben ein paar tausend Watt an Strahlungsleistung eigentlich nicht mit Gleichstrom erbringen kann. Das heißt ich muss wieder den Wechseltrom verwenden und dann muss man einfach eine Abwägung machen. 20 Minuten Licht oder Wärmelicht, das mit 100 Hertz pulsiert, kann sogar besser funktionieren als wenn es ungepulst wäre, aber jetzt stundenlang in einer elektrischen Sauna zu sitzen, diesem künstlichen Strahlungsumfeld, kann unter Umständen auch für den ein oder anderen eher negative Wirkungen mitbringen. Julia: Ja. Ich sehe schon, es ist alles nicht ganz so einfach, wie man es sich eben wünschen würde, aber trotzdem danke für die Zeit, für diese tollen Ausführungen. Wo können jetzt Zuhörer und Zuschauer vielleicht mehr noch über Sie erfahren oder auch zum Beispiel über die Praxis in Heidelberg? Dr. Alexander Wunsch: Zum einen habe ich einen Vimeo Kanal, wo eine ganze Reihe von Vorträgen von mir frei verfügbar sind und wem das nicht reicht, wer also da gerne einen persönlicheren Kontakt hätte, es findet zum Beispiel im November, ich glaube, es ist der 18. November, in Heidelberg ein Seminar statt über die Wirkung von Licht, über die Wirkungen von Sonnenlicht, Kunstlicht und farbigem Licht. Das ist bestimmt ein guter Einstieg, wo man dann eben auch in so einer Seminarsituation auch spezifische Fragen stellen kann, wo auch individuell sozusagen maßgeschneidert dann Themen erörtert werden können. Ansonsten bezüglich der Praxis haben Sie mich jetzt noch angesprochen. Da ist das Problem eigentlich, also ich habe bezüglich des Medizintourismus meine Vorbehalte. Das heißt, wenn sich jemand jetzt sagen wir mal hunderte von Kilometern auf den Weg macht, um in einer bestimmten Praxis vorstellig zu werden, dann ist das Ganze so aufgeladen mit Erwartungen, wo es dann sehr schwer ist, das unter Umständen zu erfüllen. Da bin ich normalerweise nicht so der Freund davon, aber natürlich ist, ich bin niedergelassener Arzt und wenn jemand jetzt Probleme hat, dann sind die unter Umständen auch nur in diesem Rahmen angehbar. ###Praxis in Heidelberg ##Termine und Veranstaltungen ##PaleoConvention am 2. - 3. Septmeber in Berlin Bücher Weitere Folgen Schlafmangel, Stress und die besten Hacks für erhöhte Leistungsfähigkeit. Interview mit Biohacker und Unternehmer Fabian Foelsch Das Natur-Defizit Syndrom - Interview mit Prof. Dr. Jörg Spitz Better Body – Better Brain: Selbstoptimierung von Körper und Geist - Anja Leitz im Interview Wie die Neurochemie des Flow-Zustand mit Ernährung, Schlaf und chronischer Entzündung zusammenhängt - Interview mit Max Gotzler Artikel Publikationen von Alexander Wunsch [Baggerly, Carole A., et al. "Sunlight and vitamin D: Necessary for public health." Journal of the American College of Nutrition 34.4 (2015): 359-365.](Baggerly, Carole A., et al. "Sunlight and vitamin D: Necessary for public health." Journal of the American College of Nutrition 34.4 (2015): 359-365.) Eells, Janis T., et al. "Mitochondrial signal transduction in accelerated wound and retinal healing by near-infrared light therapy." Mitochondrion 4.5 (2004): 559-567. Webseiten Alexander Wunsch Paleo Low Carb - JULIAS BLOG | (auf Facebook folgen)

In den Materialwissenschaften ist man immer auf der Suche nach neuen Werkstoffen und Materialien. Sehr vielversprechend sind dabei Metallschäume, dessen Wärmeleitungseigenschaften Anastasia August am Institut für angewandte Materialien erforscht und über die sie uns im Gespräch mit Sebastian Ritterbusch erzählt.Zu den besonderen Eigenschaften von Metallschäumen gehören unter anderem die große Oberfläche bzw. Grenzfläche im Verhältnis zum Volumen wie bei Lungenbläschen und die hohe Wärmeleitungsfähigkeit im Verhältnis zum Gewicht. Gleichzeitig können Metallschäume mit Luft oder anderen Materialien wie Paraffin gefüllt werden, um besondere Eigenschaften zu erhalten. Neben Bierschaum ist auch der Badeschaum eine Möglichkeit Schäume mit ihrem außergewöhnlichem Verhalten kennenzulernen. Das geschäumte Materialgemisch erhält dabei aber typischerweise nicht durchschnittliche Materialeigenschaften, sondern es können Eigenschaften der einzelnen Materialien teilweise kombiniert werden; z.B. erhält ein Metall-Paraffinschaum eine recht hohe Wärmeleitfähigkeit vom Metall gepaart mit einer hohen Wärmekapazität und vor Allem mit einem günstigen Schmelzpunkt (45-80°C) vom Paraffin und ist damit ein sehr effizienter Latentwärmespeicher.In der Natur finden sich Schaumstrukturen zum Beispiel in Knochen, die bei hoher Stabilität ein deutlich geringeres Gewicht als ein massives Material haben. Aber auch für Knochenimplantate sind Metallschäume aus Titan durch die hohe Stabilität bei geringem Gewicht und guter Verträglichkeit sehr interessant.Problematisch ist für den Einsatz von Metallschäumen, dass noch viele quantitative Messgrößen fehlen, die Herstellung noch recht teuer ist, und insbesondere nur in kleinen Größen produziert werden kann. Als Unterscheidungsmerkmal hat sich neben der Unterscheidung in offen oder geschlossen porigen Schaum die ppi-Zahl als Maß für die Porendichte etabliert, dabei zählt man die Poren pro Inch (Zoll, entspricht 2,54 cm). Dazu erfasst man auch die mittlere Porengröße (Durchmesser), ihre Standardabweichung, die Porosität, die mittlere Stegdicke und deren Form. Weiterhin können sich Größen in verschiedenen Richtungen im Material unterscheiden, und dadurch merklich deren Eigenschaften verändern.Für die Herstellung von Metallschäumen gibt es unterschiedliche Verfahren: Zwei typische Vertreter sind das Pressen mit dem anschließenden Schmelzen von gemischtem Metall- und Metallhybridpulvern für geschlossen porige feste Schäume oder Gießverfahren, wo der Metallschaum für offen porige Materialien durch keramische Negativabbildungen von Polyurethan-Schäumen nachempfunden wird.Schon früh waren Schäume als möglichst dichte Packungen ein Forschungsfeld in der Mathematik. Im Jahr 1994 haben Weaire-Phelan eine noch optimalere regelmäßige Schaumstruktur veröffentlicht, die in der Architektur des zu den olympischen Sommerspielen 2008 in Peking errichteten Nationalen Schwimmzentrums verewigt wurde. Das ebenfalls zu den Sommerspielen errichtete Vogelnest hat im Gegenteil eine zufälligere Struktur. Lange hatte man keine verlässlichen Aussagen über die Wärmeleitfähigkeit von Metallschäumen. Bei einer Leitfähigkeit von etwa 200 W/(mK) von Aluminium erreicht ein Metallschaum Leitfähigkeiten zwischen 5-13 W/(mK) während man bei Luft von einer Leitfähigkeit von etwa 0.025 W/(mK) ausgehen kann. Außerdem haben Metallschäume einen hohen Oberflächenanteil, dies bezeichnet die vorhandene Oberfläche im Verhältnis zum Volumen. Während ein voller Metallwürfel ein Verhältnis von etwa hat, kann ein Schaum ein Verhältnis von bis zu erreichen.Eine interessante Fragestellung ist auch, ab welcher Porengröße die natürliche Konvektion in mit Luft gefüllten Metallschäumen eine Rolle gegenüber der Wärmeleitung spielt. Die relevante Größe ist hier die Rayleigh-Zahl, die für Metallschäume typischer Porengrößen ergibt, dass die natürliche Konvektion zu vernachlässigen ist.Für die Simulation wird der komplette Raum des Metallschaums diskretisiert, und es gibt eine Funktion, die als Indikatorfunktion anzeigt, ob an diesem Punkt Metall oder Luft vorliegt. Hier können sowohl aus an der Hochschule Pforzheim durchgeführten Schnitten rekonstruierte Schaumstrukturen abgebildet werden, aber auch künstlich mit Algorithmen erzeugte Schäume für die Simulation abgebildet werden. Bei der künstlichen Erzeugung von Schäumen ist die Voronoi-Zerlegung ein wichtiger Algorithmus zur Bestimmung der Poren.Den eigentlichen Wärmetransport im Metallschaum wird durch die Wärmeleitungsgleichung modelliert. Sie leitet sich aus dem Energieerhaltungssatz und dem Fourierschen Satz ab. Dieses Modell stimmt aber in dieser Form nur für homogene Materialien mit konstantem Koeffizienten . Daher müssen die Sprünge in Materialeigenschaften (etwas im Übergang Luft-Metall) zusätzlich berücksichtigt werden. Dies kann über die Phasenfeldmethode realisiert werden, wo eine künstliche, diffuse Übergangsschicht zwischen den Materialien eingeführt wird. Dies ist im Prinzip eine Art von Mollifikation, wo ein Sprung durch eine glatte monotone Funktion angenähert wird. Wenn dies zusätzlich mit der Berücksichtung der anisotropen Eigenschaften der Übergangsschicht ergänzt wird, erhält man eine Basis für die in PACE 3D implementierte Simulationsmethode, die mit verschiedenen analytischen Ergebnissen und kommerziellen Softwareprodukten erfolgreich validiert werden konnte.Die Phasenfeldmethode und die Software Pace3D stammt ursprünglich aus der Simulation von Erstarrungs- und Schmelzvorgängen auf der Mikrometerskala. Metalle erstarren in Form von sogenannten Dendriten. Das sind Kristalle, die eine gewisse Ähnlichkeit mit Schneeflocken aufweisen.Eine interessante Anwendung von Metallschäumen bietet das mutige Silent Power PC Projekt, in dem ein Metallschaum den einen Rechner effizient kühlen soll. Aus den bisherigen Erkenntnissen der Arbeitsgruppe ist anzunehmen, dass ein Großteil der Kühlleistung in einem solchen System auf der Wärmeleitung liegt - für einen Einfluss der natürlichen Konvektion scheint die Porengröße zu klein zu sein.Die Faszination für Wissenschaft inspiriert Anastasia August nicht nur in der Forschung, sondern sie demonstriert sie auch auf Science Slams und im FameLab. Sie hielt dort Vorträge über ihr Forschungsgebiet und auch über das sehr unterschätzte Thema der Stetigkeit und die Anwendung auf Temperaturen auf der Erdkugel. Mit dem Vortrag auf dem Science Slam Vorentscheid in Esslingen zu Metallschäumen hat sie sich für die Meisterschaft am 6. Dezember qualifiziert.Literatur und Zusatzinformationen A. August, B. Nestler, F. Wendler, M. Selzer, A. Kneer, E. Martens: Efficiency Study of Metal Foams for Heat Storage and Heat Exchange, CELLMAT 2010 Dresden Conference Proceedings, 148-151, 2010, Fraunhofer IFAM Dresden, 2010. A. August, B. Nestler, A. Kneer, F. Wendler, M. Rölle, M. Selzer: Offenporige metallische Schäume, Werkstoffe in der Fertigung, Ausgabe 6/ November 2011, S. 45-46, 2011. M. Rölle, A. August, M. Selzer, B. Nestler: Generierung offenporiger metallischer Schaumstrukturen zur Simulation der Wärmeübertragungseigenschaften, Forschung aktuell 2011, 21-23 Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft, S. 21-23, 2011. A. Vondrous, B. Nestler, A. August, E. Wesner, A. Choudhury, J. Hötzer: Metallic foam structures, dendrites and implementation optimizations for phase-field modelling, High Performance Computing in Science and Engineering, Transactions of the High Performance Computing Center, Stuttgart (HLRS), Pages 595-605, 2011. E. Wesner, A. August, B. Nestler: Metallische Schneeflocken, horizonte, Nr. 43, März 2014. J. Ettrich, A. Choudhury, O. Tschukin, E. Schoof, A. August, B. Nestler: Modelling of Transient Heat Conduction with Diffuse Interface Methods, Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 2014. J. Ettrich, A. August, B. Nestler: Open Cell Metal Foams: Measurement and Numerical Modelling of Fluid Flow and Heat Transfer, CELLMAT 2014 Dresden Conference Proceedings, 2014. J. Ettrich, A. August, M. Rölle, B. Nestler: Digital Representation of Complex Cellular Sructures for Numerical Simulations, CELLMAT 2014 Dresden Conference Proceedings, 2014. Forschungsgruppen am KIT-ZBS Institute of Materials and Processes an der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft Das Institut für Werkstoffe und Werkstofftechnologien (IWWT) an der Hochschule Pforzheim

Nürnberg, Heidelberg und Frankfurt. Schlechter Service, gutes Trinkgeld und ein langes freies heißes Wochenende.

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Willkommen zu einer weiteren Folge von Chemie in 2 Minuten, mein Name ist Ricardo Grieshaber und heute geht es um Legierungen. Das Wort legieren kommt aus dem lateinischen und bedeutet zusammenbinden, verbinden oder vereinigen. Eine Legierung ist im Prinzip eine Verbindung aus mehreren Metallen. Da keine chemische Reaktion zwischen den Metallen stattfindet, können Legierungen einfach durch Zusammenschmelzen von mehreren Metallen gebildet werden. Beim Abkühlen bildet sich dann wieder ein Metallgitter, doch nun sind auch Atome von anderen Elementen in dieses Gitter eingelagert: Die Eigenschaften der Legierung verändern sich. Somit kann eine Legierung einen besonders hohen oder auch niedrigen Schmelzpunkt besitzen. In der Industrie spielen Legierungen eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, Werkstoffe mit bestimmten Eigenschaften zu erschaffen. Auch die Ummantelung von Flugzeugen ist eine bestimmte, besonders korrosionsbeständige Legierung. In Spaceshuttels wird eine Legierung mit besonders hohem Schmelzpunkt eingesetzt, welche den hohen Temperaturen beim Eintauchen in die Atmosphäre standhält. Auch die Härte eines Metalls kann durch Zusatz anderer Metalle beeinflusst werden. Die wohl bekannteste Legierung aus dem Alltag ist Messing: Messing ist eine Legierung aus Kupfer und Zink. Viele Verzierungen sind aus Messing gefertigt, da es eine goldgelbe Farbe besitzt. Auch die meisten Blechblasinstrumente sind aus Messing hergestellt. Messing ist außerdem ein guter elektrischer Leiter, weshalb es gerne in Antennen verwendet wird. Und zum Schluss noch das Wichtigste: Nicht alle Metalle können mit beliebigen anderen Metallen eine Legierung bilden, sie müssen zum Beispiel das gleiche Kristallsystem haben und eine gewisse chemische Ähnlichkeit besitzen. Wenn du noch Fragen oder Anregungen hast, dann schreib mir einfach eine Mail an chemie@in2minuten.com. Oder besuche unsere Website in2minuten.com.

In der vorliegenden Arbeit wurde basierend auf der genotypischen Charakterisierung von Stämmen des Mycobacterium tuberculosis - Komplexes anhand des gyrA-Gens mit Hilfe einer auf dem LightCycler® System basierenden gyrA Real-time-PCR ein neuartiges Testverfahren zur Bestimmung von Chinolonresistenzen konzipiert und etabliert. Bei der Evaluierung des Testverfahrens mit 13 phänotypisch resistenten Stämmen mit einer MHK ≥ 4 µg/ml für Ciprofloxacin zeigten 9 Stämme bei der Schmelzpunktanalyse einen eine Mutation anzeigenden Shift des Tm’s, 2 weitere wiesen die typische Schmelzkurve einer Heteroresistenz auf. Die Sequenzierung ergab, dass 5 dieser Stämme eine Mutation des Codon 90 (Ala→Val, GCG→GTG) und 6 Stämme eine Mutation des Codons 94 (Asp→Gly, GAC→GGC) aufwiesen. Die beiden verbliebenen Stämme hatten den Schmelzpunkt des Wildtyps, der durch die Sequenzierung bestätigt werden konnte. Die molekularepidemiologische Unabhängigkeit der resistenten Stämme wurde durch das IS6110 Fingerprinting bestätigt. 44 phänotypisch sensible Stämme wiesen ebenfalls den Tm des Wildtyps auf. Damit besitzt das Testverfahren für den Nachweis von Chinolonresistenzen eine Sensitivität von 85% und eine Spezifität von 100%. Die Speziesspezifität wurde anhand von 7 typischen und 16 atypischen Mykobakterien sowie humanen DNA-Präparationen und Sputumproben überprüft, wobei sich eine Amplifikation nur bei Mitgliedern des M.tb. - Komplexes fand. Das Testverfahren ist somit hochspezifisch für den Mycobacterium tuberculosis - Komplex. Der Test wurde für die Bestimmung von der Primärkultur und für den Direktnachweis aus dem Sputum evaluiert. Der Nachweis von Mykobakterien direkt aus dem Sputum mit dem Testverfahren ist mit 103 KBE/ml eine Größenordnung sensitiver als die Mikroskopie. Das Testergebnis liegt in der Regel innerhalb eines Tages vor. Für die Testdurchführung und die Testauswertung wurden Standardprotokolle erstellt. Anhand einer kritischen Evaluation der Primärliteratur konnte gezeigt werden, dass eine hohe Konkordanz von über 90% zwischen höhergradigen Chinolonresistenzen (MHK ≥ 4 µg/ml) und Mutationen des gyrA-Gens besteht. Die Informationen aus der phänotypischen und der genotypischen Resistenztestung sollte genutzt werden, um die beiden Verfahren gegenseitig zu evaluieren. So sprechen die bisherigen molekularbiologischen Daten für den von der WHO vorgeschlagenen Grenzwert von >2µg/ml bei der phänotypischen Resistenzbestimmung. Anhand von klinischen Studien sollte die Grenzwertsetzung überprüft und vor allem der Nutzen der Techniken für den Patienten evaluiert werden. Chinolone haben eine stark zunehmende Bedeutung bei der Behandlung der Tuberkulose und werden bisher vor allem bei der Behandlung der MDR-Tuberkulose eingesetzt. In mehreren klinischen Studien wird derzeit auch der Einsatz von Gyrasehemmern der neusten Generation als Standardmedikament untersucht. Hiervon verspricht man sich insbesondere eine Verkürzung und eine bessere Verträglichkeit der Therapie. Sollten sich die Chinolone als First Line Medikament zur Behandlung der Tuberkulose durchsetzten, könnte die im Rahmen dieser Arbeit entwickelte auf dem LightCycler® System basierende gyrA Real-time-PCR aufgrund der schnellen Resistenzbestimmung innerhalb eines Tages dem Kliniker entscheidende Hinweise für die primäre Einleitung einer effektiven Therapie geben.

In dieser Arbeit wurde die Oberflaechensegregation bei Legierungen mittels niederenergetischer Ionenstreuung (Low Energy Ion Scattering, LEIS) am Beispiel von CuAu untersucht. Waehrend der Arbeit wurden Methoden weiterentwickelt und insbesondere bei der Computersimulation neu entwickelt. Die Vorgehensweisen sind nicht auf das hier untersuchte System beschraenkt, sondern koennen mit leichten Modifikationen auf andere uebertragen werden. Ziel der Arbeit war es, die Au-Konzentration der ersten und zweiten Atomlage der (100)-Oberflaeche der binaeren Legierung CuAu in Abhaengigkeit von der Temperatur zu bestimmen. Cu1−xAux ist ein in Bezug auf die Volumenverhaeltnisse bestens untersuchtes klassisches System mit einem Ordnungs-Unordnungs-Phasenuebergang erster Ordnung. Zwei der drei wichtigsten stoechiometrischen Kompositionen, naemlich CuAu3 und insbesondere Cu3Au sind auch hinsichtlich ihres Verhaltens an der Oberflaeche eingehend untersucht. Fuer CuAu findet man wenig Information. Es zeigt sich, daß die Analyse der zweiten Atomlage von besonderem Interesse ist. Hier unterscheiden sich (mit Ausnahme von idealen Loesungen) monotone und oszillatorische Kompositionsprofile, was Rueckschluesse auf die Art der Nachbarwechselwirkungen zulaeßt (Legierungen mit Entmischungstendenz und ordnende Legierungen respektive). Die Auswertung der Ionenstreuintensitaeten aus der zweiten Lage ist jedoch durch Fokussierungsund Neutralisationseffekte kompliziert und konnte bisher nur modellartig ueber Parameterbestimmung behandelt werden. In dieser Arbeit wurde die quantitative Auswertung der Intensitaetsverteilungen aus LEIS-Experimenten erstmals nur mit Hilfe von Computersimulationen durchgefuehrt. Damit wurde die Au-Konzentration der zweiten Atomlage bestimmt. Die notwendigen Eichungen der Streupotentiale und der thermischen Vibrationsamplituden der Oberflaeche wurden an Eichproben der reinen Komponenten, Cu(100)und Au(110)(1×2), durchgef¨uhrt. Die kritische Groeße fuer die Potentiale ist die Abschirmlaenge. Sie wurde fuer 1.5 keV Na+-Streuung fuer Cu zu 77% und fuer Au zu 95% des Firsov’schen Wertes bestimmt. Diese Ergebnisse wurden durch Ausnutzung der Vielfachstreuung gewonnen und nicht, wie sonst ueblich, mit Hilfe von sehr aufwendig zu simulierenden Polarscans welche nur zu Kontrolle verwendet wurden. Die Variation der Vibrationsamplituden zeigte, daß sich fuer die Anpassung an LEIS-Resultate Uebereinstimmung mit theoretischen Literaturwerten ergibt. Gleichzeitig zeigte sich, daß zur Anpassung bestimmter experimentellen Intensitaeten eine Gitterrelaxation senkrecht zur Oberflaeche von etwa 7% einbezogen werden muß, was mit den Literaturwerten hinsichtlich der tetragonalen Einheitszelle von geordnetem CuAu in Einklang steht. Mit dem so gewonnenen Datensatz und der di- rekt aus der He+-Streuung bestimmten Au-Konzentration der ersten Atomlage konnte durch Vergleich von Simulationsrechnungen mit Realraumkartierungen der gemessenen Intensitaeten erstmals die Komposition der ersten und zweiten Atomlage von CuAu(100) bestimmt werden. Es zeigt sich Au-Segregation in Verbindung mit leicht gestoerter idealer Volumenterminierung. Oberhalb der Uebergangsemperatur des Phasenuebergangs im Volumen faellt die Au-Konzentration von urspruenglich 95% in der ersten Lage auf 75% bei 750◦C ab, gleichzeitig steigt sie in der zweiten Lage von 5% auf etwa 30% an. Eine rein statistische Gleichverteilung wird erkenbar bis nahe an den Schmelzpunkt nicht erreicht. Fuer die Segregationsenergie wurde ein Wert von -0.3 eV ermittelt. Die Ergebnisse werden mit Simulationsrechnungen von Terser verglichen und zeigen sehr gute Uebereinstimmung, was moeglicherweise mit der guten Beschreibbarkeit der Segregation von CuAu mit Paarwechselwirkungspotentialen zusammenhaengt. Ferner wurden die Computersimulationsmethoden verbessert: Der 3D-Code MARLOWE wurde hinsichtlich Simulationsleistung gesteigert: laengere Variablen und Erweiterung zur Beruecksichtigung unterschiedlicher Vibrationsamplituden fuer vertikale und parallele Auslenkungen. Es wurde eine neue Routine zur Analyse von Trajektoriendaten entwickelt. Dabei zeigt sich, daß die hier vorangetriebene Trajektorienaufgel¨oste Analyse von LEIS-Spektren n¨utzlich ist fuer: Die Interpretation von Spektren mit einem substantiellen Anteil an Vielfachstreubeitraegen, den Gebrauch von Neutralisationsmodellen in Streusimulationen, die Bestimmung von spezifischen Neutralisationsparametern und die Identifikation von Strukturrelevanten Streuprozessen (z.B. bei rekonstruierten Oberflaechen und geordneten Legierungen).

Im Hauptteil dieser Arbeit werden Synthese und Charakterisierung neuer Azidverbindungen des Elementes Bor beschrieben. Anhand der Azidierung von Catecholborchlorid konnte gezeigt werden, daß sich das kommerziell erhältliche Me3SiN3 am besten für den Aufbau von Boraziden eignet. Durch die Reaktion von 9-BBN-Cl mit Me3SiN3 sollte 9-BBN-N3 (7) dargestellt werden. Dabei zeigte sich jedoch, daß es unter Eliminierung von N2 überraschenderweise zur Bildung des Umlagerungsproduktes 8 kommt. Um die Bildung von 8 zu verstehen, wurde die Reaktion 11B NMR spektroskopisch bei tiefen Temperaturen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, daß sich bei Temperaturen unter −30 °C zuerst das erwartete 9-BBN-N3 (7) bildet, welches bei höheren Temperaturen unter N2-Abspaltung zu 8 weiterreagiert. Für die Bildung von 8 wurde ein „Synchronmechanismus“ vorgeschlagen, bei dem das α-N Atom der Azidgruppe des intermediär gebildeten 9-BBN-N3 (7) zunächst an das Boratom eines weiteren 9-BBN-N3 (7) Moleküls koordiniert. Gleichzeitig kommt es, unter Eliminierung von N2 zur Bildung einer B−N Bindung. Ein zweiter denkbarer Mechanismus („Iminoboranmechanismus“) fordert das Entstehen eines zyklischen Iminoborans, welches sich durch Addition eines 9-BBN-N3 (7) Moleküls stabilisiert. In einem großen Teil dieser Arbeit wurde eine Reihe von Boraziden mit elektronenziehenden Substituenten untersucht. Dabei wurde zunächst das bereits in der Literatur beschriebene (BF2N3)3 (10) durch Reaktion von BF3 mit Me3SiN3 dargestellt und schwingungs- und NMR-112 spektroskopisch charakterisiert. Es konnte gezeigt werden, daß 10 bereits in Lösung als Trimer vorliegt. Dies ist mit den quantenmechanischen Studien im Einklang, welche zeigen, daß die Trimerisierung von BF2N3 (→ (BF2N3)3) gegenüber der Dimerisierung [→ (BF2N3)2] sowie der Dismutierung (→ BF3, B(N3)3) bevorzugt ist. Einen weiteren elektronenziehenden Substituenten stellt die Pentafluorphenylgruppe (C6F5) dar. Es konnten alle möglichen Kombinationen Pentafluorphenyl-substituierter Borazide sowie deren Pyridin-Addukte synthetisiert und vollständig charakterisiert werden, wobei neue oligomere Festkörperstrukturen erhalten wurden. (C6F5)2BCl [(C6F5)2BN3]2 Me3SiN3 Py [Ph4P][N3] [PPh4][(C6F5)2B(N3)2] 11a 12 13 - Me3SiCl (C6F5)2BN3 Py . Es konnte gezeigt werden, daß sich (C6F5)2BN3 (11) im Festkörper unter Ausbildung von Dimeren [(C6F5)2BN3)]2 (11a) stabilisiert. Somit kann 11a als erstes Beispiel eines substituierten N,N´-Diazo-diazadiboratacyclobutans angesehen werden. Durch Reaktion mit Pyridin oder [Ph4P][N3] konnten 12 und 13 erhalten werden. Im Gegensatz zu 11a, liegt C6F5B(N3)2 (14) im Feststoff als Trimer [C6F5B(N3)2]3 (14a) vor. C6F5BCl2 [C6F5B(N3)2]3 - Me3SiCl Me3SiN3 C6F5B(N3)2 [Ph4P][N3] Py [Ph4P][C6F5B(N3)3] C6F5B(N3)2 Py . 14a 14 15 > 35-37 °C < 35-37 °C An dem Beispiel von 14a konnte der Unterschied von verbrückenden und terminalen Azidgruppen in einem Molekül untersucht werden. Wie durch Ramanspektroskopie gezeigt werden konnte, dissoziiert 14a bei seinem Schmelzpunkt 35−37 °C reversibel in seine Monomere 14. Durch Umsetzungen mit Pyridin und [Ph4P][N3] wurden das Pyridin-Addukt 15 und das Pentafluorphenyltriazidoborat 16 erhalten. Da die Pentafluorphenyl-substituierten Borazide 11a und 14a im Festkörper oligomer vorliegen, wurde der Einfluß der schwächer elektronenziehenden o-Difluorphenyl- und o- Fluorphenyl Substituenten (RF = 2,6-F2C6H3, 2-FC6H4) auf die Struktur der Borazide (RF)2BN3 (23, 24) und RFB(N3)2 (26, 27) untersucht. Die für die den Aufbau der Borazide benötigten nicht beschriebenen Ausgangsverbindungen (RF)2BCl (19, 20) und RFBCl2 (21, 22) wurden durch Reaktion von (RF)2SnMe2 (17, 18) mit BCl3 erhalten. Dabei konnte gezeigt werden, daß (2,6-F2C6H3)2BN3 (23) wie 11a im Festkörper als Dimer vorliegt. Aufgrund von ramanspektroskopischen Untersuchungen, wurde auch für 2,6-F2C6H3B(N3)2 (26) eine oligomere Struktur vorausgesagt. Im Gegensatz dazu ist die 2-FC6H4-Gruppe zu wenig elektronegativ, sodaß (2-FC6H4)2BN3 (24) und 2-FC6H4B(N3)2 (27) keine Oligomerisierungstendenzen zeigen. Ein weiteres im Festkörper monomer vorliegendes Azid ist 2,4,6- [(CF3)3C6H2]2BN3 (25). In diesem Fall verhindern sperrige Nonafluormesityl-Substituenten eine Oligomerisierung. Die hochenergetischen Bortriazid-Addukte B(N3)3·Chin (42), [B(N3)3]2·Pyr (43) sowie das Tetraazidoborat [B(N3)4]− als Li[B(N3)4] (44) und [tmpH2][B(N3)4] (46) konnten synthetisiert und vollständig charakterisiert werden. Im Fall von 46 wurde das [B(N3)4]− Anion in einem neuen Weg aus tmpB(N3)2 und HN3 dargestellt. Begleitend zu den experimentellen Untersuchungen wurden auch quantenmechanische Rechnungen durchgeführt, die gute Übereinstimmung mit den experimentell erhaltenen Daten zeigen. Die starke Lewis-Säure (C6F5)3B (32) wurde in einer Eintopfreaktion aus C6F5Li und BCl3 in Hexan bei −78 °C in guten Ausbeuten erhalten. Die alternative Literatursynthese aus C6F5MgBr und BF3·OEt2 in Diethylether liefert eine ganze Reihe an Nebenprodukten, von denen [(C6F5)2BOH]3 (33a) und (C6F5)2BOEt (34) isoliert und charakterisiert werden konnten. 32 bildet mit einer Reihe von ausgewählten Stickstoffdonoren stabile 1:1 Additionsverbindungen, wobei die Addukte 37−41 vollständig charakterisiert werden konnten. Durch Reaktion von 32 mit [Me4N][N3] wurde 35 als letztes noch fehlendes Glied in der Serie der Pentafluorphenyl substituierten Azidoborate dargestellt. Es konnte gezeigt werden, daß in 38 entgegen der Basizität Cyanamid über den Nitril- Stickstoff koordiniert. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß 11B sowie 19F NMR Spektroskopie einen guten Hinweis auf die B−N Bindungsstärke liefern. Dabei zeigt sich der Trend, daß eine schwache B−N Koordination (lange B−N Bindung) einen Tieffeldshift sowohl im 11B als auch im 19F NMR Spektrum, im Vergleich einem Hochfeldshift bei einer starken B−N Bindung (kurze B−N Bindung), bewirkt. Im letzten Teil dieser Arbeit wurden Synthese, Charakterisierung und Untersuchungen zur elektrophilen Fluorierungskapazität von [(ClCN)3F][BF4] (50) beschrieben. Aus quantenmechanischen Berechnungen wurde ein FPDEB3LYP Wert (Fluorine Plus Detachment Energy) von 226.8 kcal mol−1 erhalten, welcher zeigt, daß 50 ein starkes oxidatives Fluorierungsmittel darstellt. Dies wurde qualitativ anhand der Fluorierung ausgewählter Aromaten experimentell bestätigt.

1 Hydraziniumazide In dieser Arbeit wurde untersucht, ob die Eigenschaften von Hydraziniumazid durch Einführung organischer Substituenten verbessert werden können. Die Hydraziniumazidderivate wurden aus den jeweiligen wasserfreien, substituierten Hydrazinen und einer wasserfreien Lösung von HN3 in Ether dargestellt, die aus der Reaktion von Tetrafluoroborsäureetherat mit Natriumazid gewonnen wurde. Hydraziniumazid ist ein Addukt der schwachen Säure HN3 (pKs = 4.92) mit Hydrazin. Zwischen den Hydrazinium- und Azidionen treten starke Wasserstoffbrückenbindungen auf. Die Stärke der Wasserstoffbrückenbindungen ist entscheidend für die Eigenschaften der jeweiligen Verbindungen. Die Leichtflüchtigkeit sowie die Hygroskopie von Hydraziniumazid und seinen Derivaten lassen sich auf die Stärke und Zahl der Wasserstoffbrückenbindungen zurückführen. Die Einführung organischer Substituenten schwächt die Bindung zwischen Azidionen und Hydraziniumionen bereits dadurch, dass weniger NH Wasserstoffatome, die Wasserstoffbrückenbindungen bilden können, vorhanden sind. Je mehr Substituenten vorhanden sind, desto schwächer ist somit die Bindung zwischen Hydrazin und HN3. Der Schmelzpunkt der Hydraziniumazide ist eine gute Beschreibungsgröße für die Stärke der Wasserstoffbrückenbindungen und damit die Stärke des Hydrazin-HN3 Addukts. Dies kann an den sinkenden Schmelzpunkten der methylierten Verbindungen Methylhydraziniumazid (3), N,N-Dimethylhydraziniumazid (4), N,N´- Dimethylhydraziniumazid (5), und N,N,N´-Trimethylhydraziniumazid (6) überprüft werden. Die organischen Substituenten lieferten während der Explosion keine Energiebeiträge, da sie entweder zum Kohlenwasserstoff oder zum organylsubstituierten Amin reagierten. Daher sinkt der Anteil an aktiver Masse mit zunehmendem Substitutionsgrad. Erstaunlicherweise explodierten aber die flüssigen di-, tri- und tetramethylierten Verbindungen 4-7 bei Erwärmung heftiger als das monomethylierte 3. Dies ist auf die schwache Bindung von HN3 in diesen Verbindungen zurückzuführen. Es wurde zuerst HN3 abgespalten, das dann explodierte. Es wurde versucht, die Bindung zwischen Hydrazinium- und Azidionen durch zusätzliche Wasserstoffbrückenbindungen mit weiteren NH und OH Protonen in 2-Hydroxyethylhydrazin und Ethylendihydrazin zu stärken. Aus der Reaktion dieser Hydrazinderivate mit HN3 wurden keine Feststoffe, sondern zähflüssige Produkte, die nicht die stöchiometrische Menge HN3 enthielten, isoliert.Der Einbau eines Hydrazinstickstoffatoms in Ringsysteme führt zur Erhöhung der Basizität des Stickstoffatoms. Stärkere Hydrazin-HN3 Addukte sollten sich ergeben. Dies wird dadurch belegt, dass der Schmelzpunkt der N,N-dimethylierten Verbindungen N,NDimethylhydraziniumazid (4) und N-Amino-1-azoniacyclohexanazid (18) im Sechsringsystem 18 um 50 °C höher ist. Das Siebenringsystem N-Amino-1- azoniacycloheptanazid (19) zeigt ebenfalls eine Erhöhung des Schmelzpunktes von 18 °C gegenüber 4. Die Erhöhung ist geringer als bei 18, da in Siebenringsystemen die Basizitätserhöhung des Ringstickstoffatoms niedriger ist als in Sechsringsystemen. Das bei N-Amino-1-azonia-4-oxacylcohexanazid (20) im Ringsystem vorhandene Sauerstoffatom zeigt keine Auswirkungen auf den Schmelzpunkt. 20 spaltete jedoch während längerer Lagerung eine NH2-Gruppe ab, Morpholiniumazid (21) wurde erhalten. Auch bei den N,N´-dimethylierten Verbindungen N,N´-Dimethylhydraziniumazid 5, N,N´-Diethylhydraziniumazid (22), Pyrazolidiniumazid (23) und Hexahydropyridaziniumazid (24) wurde eine Erhöhung des Schmelzpunktes durch Einbinden des Hydrazinmoleküls in ein Ringssystem festgestellt. Während die offenkettigen Azide 5 und 22 erst unterhalb Raumtemperatur fest wurden, waren die Ringsysteme 23 und 24 bei Raumtemperatur fest. Diorganylsubstituierte Hydraziniumazide sind nicht praktisch anwendbar, da zu viele organische Substituenten vorhanden sind, die die Explosion hemmen. Während der Explosion entstanden große Mengen an organischen Nebenprodukten, vor allem Organylamine. Ein weiterer Nachteil ist die Oxidationsempfindlichkeit der Alkylhydrazine, die sich in den Azidderivaten wiederfindet. Die Verbindungen N,N,N´,N´-Tetramethylhydraziniumazid-tetramethylhydrazinat (7) und Phenylhydraziniumazid-phenylhydrazinat (14) sind Grenzfälle. Bei der Reaktion mit HN3 bildeten sich Dimere der Hydrazine, an die das Azidion über Wasserstoffbrückenbindungen gebunden ist. Es war nicht möglich, aus einem festen, substituierten Hydrazin das Addukt mit HN3 zu bilden, da bei der Entfernung des Lösungsmittels immer das substituierte Hydrazin ausfiel. Substituierte Hydrazine mit einem permethylierten Stickstoffatom ergaben Hydraziniumazidderivate, die nicht mehr flüchtig, aber sehr hygroskopisch sind. Sie wurden aus der Umsetzung der jeweiligen Hydraziniumiodide mit Silberazid erhalten. N,N,NTrimethylhydraziniumazid (8), N,N,N,N´-Tetramethylhydraziniumazid (9) und Pentamethylhydraziniumazid (10) haben Schmelzpunkte um 180 °C. Die Anzahl der Methylgruppen wirkt sich hier nicht auf den Schmelzpunkt aus. 8-10 explodierten aufgrund der vielen organischen Substituenten nur schwach, bei der Explosion entstanden größere Mengen Trimethylamin. Günstige Auswirkung auf die Eigenschaften von Hydraziniumazid hat die Adduktbildung mit einem weiteren Molekül Hydrazin. Hydraziniumazidhydrazinat (2) ist nicht mehr hygroskopisch, wesentlich weniger flüchtig und die Empfindlichlichkeit gegenüber Schlag, Reibung und Temperaturerhöhung sinkt. Der Schmelzpunkt ist mit 65 °C allerdings noch niedriger als der Schmelzpunkt von Hydraziniumazid mit 75 °C. Ein weiterer Nachteil ist, dass bei der Explosion mehr Ammoniak entsteht als bei Hydraziniumazid. Als Beispiel ist hier die Struktur von Hydraziniumazidhydrazinat (2) abgebildet, die Strukturen vieler anderer Hydraziniumazide finden sich in Kapitel 1. 2 Methylierte Hydraziniumnitrate In Raketentriebwerken werden Methylhydrazin oder N,N-Dimethylhydrazin und N2O4 eingesetzt. Bei der unvollständigen Verbrennung können Ablagerungen der jeweiligen Ammonium- und Hydraziniumnitrate gebildet werden. Die mono- und N,N-dimethylierten Ammonium- und Hydraziniumnitrate wurden hergestellt und ihre Eigenschaften überprüft. Sowohl Methylhydrazinium- (27) als auch N,N-Dimethylhydraziniumnitrat (28) sind sehr hygroskopische Substanzen. Wasser konnte aus den Hydraziniumnitraten nicht im Vakuum entfernt werden. Daher wurden 27 und 28 aus den wasserfreien, methylierten Hydrazinen und wasserfreier Salpetersäure bei –78 °C hergestellt. Die Hydraziniumnitrate zersetzten sich bei leicht erhöhter Temperatur (60 °C) bereits langsam zu den jeweiligen Ammoniumnitraten. Die Strukturen von Methylhydraziniumnitrat (27) und Dimethylhydraziniumnitrat (28) wurden bestimmt, die Struktur von Methylhydraziniumnitrat (27) ist hier als Beispiel angegeben. Die Zersetzung der Ammonium- und Hydraziniumnitrate bei hoher Temperatur erfolgte nicht vollständig. Während die Ammoniumnitrate größere Mengen NO2 ergaben, wurden bei den Hydraziniumnitraten nur Produkte einer weiter fortgeschrittenen Zersetzung, z.B. NO, nachgewiesen. Auch kleine Mengen Methylazid wurden gefunden. Während der durchgeführten Test ist es nicht gelungen, die Nitrate zur Explosion zu bringen. Beim starken Erhitzen der Hydraziniumnitrate 27 und 28 fand nur eine Zersetzung, keine Explosion statt. 3 Reaktionen mit cis-Hyponitrit Die in der Literatur erwähnten Verbindungen mit cis-Hyponitritanionen wurden entweder durch Kupplung von zwei NO Molekülen an einem Metallzentrum oder durch Reaktion von N2O mit Natriumoxid erhalten. In dieser Arbeit ist es nicht gelungen, aus Reaktionen des cis-Hyponitritions neue Verbindungen zu isolieren, es wurde immer die Bildung von N2O beobachtet. Die theoretische Untersuchung der Zersetzung der einfach protonierten Verbindung cis-HN2O2 – ergab eine niedrige Aktivierungsbarriere von 11.9 kcal/mol (MP2/6-31+G(d,p)) für die Bildung von N2O und OH– in der Gasphase. Zusätzlich muss berücksichtigt werden, dass vor allem das OH–-Ion in einem Lösungsmittel gegenüber der Gasphase beträchtlich stabilisiert wird, so dass die Aktivierungsenergie in Lösung noch niedriger liegen dürfte. Dies erklärt die Bildung von N2O, die bei allen durchgeführten Experimenten, selbst bei sehr tiefen Temperaturen beobachtet wurde. Eine Isolierung der cis-hyposalpetrigen Säure kann daher wahrscheinlich nicht aus Lösung erfolgen, da sich die einfach protonierte Verbindung sofort zu N2O und OH– zersetzt. Ein Stickstoffoxid N6O4, das aus der Reaktion von Natrium-cis-hyponitrit mit Tetrafluorhydrazin entstehen kann, hat nur bei der Berechnung auf PM3 und HF Niveau ein Miniumum. Bei stärkerer Berücksichtigung der Elektronenkorrelation auf B3LYP oder MP2 Niveau wurden keine Minima auf der Energiehyperfläche gefunden. 4 Verbindungen mit 5,5´-Azotetrazolat Das 5,5´-Azotetrazolation enthält bereits 5 Mol Stickstoff. Durch Kombination mit Kationen von Stickstoffbasen, vor allen Hydraziniumkationen, können Verbindungen erhalten werden, die pro Formeleinheit viele Mole Gas erzeugen. Der Hauptbestandteil der Explosionsgase ist Stickstoff. Hydraziniumverbindungen bilden zusätzlich Wasserstoff, was für hohe Detonationsgeschwindigkeiten sorgt. Verbindungen, die große Mengen Stickstoff erzeugen, werden für Gasgeneratoren in automatischen Feuerlöschsystemen, Airbags und Rettungswesten gesucht. Ein Vorteil der Salze von 5,5´-Azotetrazolat mit Stickstoffbasen ist, dass sie gegenüber Schlag und Reibung relativ unempfindlich sind, was für eine Anwendung wichtig ist. Das empfindlichste Salz ist das Ammoniumsalz, das im Fallhammertest in der Literatur bei 4.4 kg bei einer Fallhöhe von 50 cm explodierte. [130] 5,5´-Azotetrazol ist im Gegensatz zu HN3 eine starke Säure und zerfiel bei Raumtemperatur innerhalb einer Minute vollständig zu Tetrazolhydrazin. Die freie Säure kann bei –30 °C hergestellt und bei –80 °C mehrere Wochen gelagert werden. Aus Methanol kristallisierte 5,5´-Azotetrazol mit zwei Molekülen Kristallwasser (70). 5,5´-Azotetrazolatsalze sind jedoch stabil. Die Synthese von 5,5´-Azotetrazolatsalzen erfolgte durch Umsetzung von Sulfaten der entsprechenden Kationen mit Barium-5,5´-azotetrazolat. Die Stabilität von 5,5´-Azotetrazolatsalzen mit protonierten Stickstoffbasen ist davon abhängig, wie leicht das Proton von der Stickstoffbase auf das 5,5´-Azotetrazolation übertragen werden kann. Dies kann an den Ammmoniumsalzen Diammonium-5,5´- azotetrazolat (45), Bis-methylammonium-5,5´-azotetrazolat (46), Bis-dimethylammonium- 5,5´-azotetrazolat (47), Bis-trimethylammonium-5,5´-azotetrazolat (48) und den Hydraziniumsalzen Hydrazinium(2+)-5,5´-azotetrazolat (51), Dihydrazinium-5,5´- azotetrazolat (53), Bis-methylhydrazinium-5,5´-azotetrazolat (54), Bis-N,Ndimethylhydrazinium- 5,5´azotetrazolat (55) und Bis-N,N´-dimethylhydrazinium-5,5´- azotetrazolat (56) abgelesen werden. Je mehr Methylgruppen vorhanden waren, desto tiefer waren die Zersetzungstemperatur der Salze. Waren keine NH+ Gruppen in den Kationen vorhanden, z.B. in Bis-tetramethylammonium-5,5´-azotetrazolat (49) und Bis-N,N,Ntrimethylhydrazinium- 5,5´-azotetrazolat (57), so erfolgte die Zersetzung über einen anderen Mechanismus, der wahrscheinlich umgekehrt zur Bildung der Tetrazolringe verläuft und erst bei höheren Temperaturen stattfindet. Die Synthese von 5,5´-Azotetrazolatsalzen mit protonierten Stickstoffbasen kann bei Raumtemperatur nur in Wasser als Lösungsmittel stattfinden. In organischen Lösungsmitteln erfolgte eine Zersetzung des Azotetrazolations. Dihydrazinium-5,5´-azotetrazolat (53) ist eine neue hochenergetische Verbindung, die alle Anforderungen für einen modernen Sprengstoff erfüllt. Die hohe Standardbildungsenthalpie von 264 kcal/mol (ber.), die bei der Detonation freigesetzt wird sowie die bei der Detonation gebildeten großen Mengen Wasserstoff sorgen für ein gute Detonationsgeschwindigkeit von 6330 m/s. Der größte Nachteil von 53 ist die niedrigen Dichte. Bei einer vergleichbaren Dichte würde die Verbindung die Werte der kommerziellen Sprengstoffe RDX und HMX übertreffen. Die bereits bekannten Guanidinium- (66) und Triaminoguanidiniumverbindungen (68), deren Kristallstrukturen in dieser Arbeit bestimmt wurden, haben höhere Dichten und sind thermisch stabiler. Vor allem das Guanidiniumsalz wird wahrscheinlich in den nächsten Jahren in Gasgeneratoren zum Einsatz kommen. Die niedrigen Dichten der Hydraziniumsalze im Vergleich zu den Guanidiuniumsalzen sind geometrisch begründet. Die Guanidiuniumderivate sind flach. Dadurch können sich sowohl die 5,5´-Azotetrazolationen als auch die Kationen platzsparend übereinander anordnen. Hydraziniumionen haben Wasserstoffatome, die nach allen Raumrichtungen ausgerichtet sind. Da diese Wasserstoffatome in Wasserstoffbrückenbindungen einbezogen werden, entstehen Lücken zwischen den 5,5´-Azotetrazolationen in der Kristallpackung. Das Hydraziniumsalz 53 kann zwei Einheiten Wasser oder Hydrazin über Wasserstoffbrücken binden. Sowohl das Ammoniumsalz 45, als auch Hydroxylammonium- 5,5´-azotetrazolat (50) und die methylierten Ammonium- 46-49 und Hydraziniumverbindungen 54-57 können keine zusätzlichen Stickstoffbasen über Wasserstoffbrückenbindungen binden. Die Alkali- und Erdalkalisalze 29-37 von 5,5´-Azotetrazolat binden große Mengen Kristallwasser. Die Wassermoleküle sind sowohl an die Kationen koordiniert als auch über Wasserstoffbrückenbindungen im Kristall gebunden. Daraus ergeben sich verschiedene Bedingungen für die Entfernung des Kristallwassers. Während nur über Wasserstoffbrückenbindungen gebundenes Kristallwasser beim Aufheizen bereits bei Temperaturen um 100 °C entwichen ist, liessen sich die koordierten Wassermoleküle erst bei Temperaturen von 120-150 °C entfernen. Bei der Entfernung der letzten Wassermoleküle wurden im DSC jeweils große Energiemengen festgestellt, die für eine Strukturänderung nach der Entfernung der letzten Wassermoleküle sprechen. Die Temperaturstabilität der Alkali- und Erdalkalimetallsalze sinkt mit zunehmender Größe des Kations. Während die Lithiumverbindung (29) erst bei 335 °C explodierte, explodierte die Bariumverbindung (37) bereits bei 211 °C. Bei der Entfernung von Wasser bei Temperaturen um 100 °C im Ölpumpenvakuum fanden Explosionen statt. Daher kann Wasser praktisch nur durch lange Lagerung der Salze im Exsikkator über P2O5 entfernt werden. Die wasserfreien Alkali- und Erdalkalimetallsalze sind schlag- und reibungsempfindlich, was sie zu potentiellen Primärexplosivstoffen macht Die Kristallstrukturen von Lithium-5,5´-azotetrazolat-hexahydrat (29), Natrium-5,5´- azotetrazolat-pentahydrat (30), Rubidium-5,5´-azotetrazolat-hydrat (32) und Barium-5,5´- azotetrazolat-pentahydrat (37) zeigen eine Koordination von 5,5´-Azotetrazolat– stickstoffatomen an das jeweilige Metallion. In Calcium-5,5´-azotetrazolat-octahydrat (35) und Yttrium-5,5´-azotetrazolat-docosahydrat (39) sind die 5,5´-Azotetrazolatstickstoffatome nicht mehr an die Metallionen koordiniert, die Metallionen sind von einer Hydrathülle umgeben. Auch Magnesium-5,5´-azotetrazolat-octahydrat (34) und die Salze der dreiwertigen Kationen Aluminium 38, Lanthan 40, Cer 41 und Neodym 42 sind im Einklang mit dem HSAB-Prinzip wahrscheinlich nur von einer Hydrathülle umgeben. Das Magnesiumsalz 34 sowie die Salze der dreiwertigen Kationen sind nur solange stabil, wie das Kation von der Hydrathülle umgeben ist. Verlieren die Verbindungen Wasser, z. B. beim Erhitzen, so werden farblose Zersetzungsprodukte erhalten. Bei der Reaktion von [Ce]4+[SO4]2– 2 mit Barium-5,5´-azotetrazolat kommt es sofort zu einer Gasentwicklung, Ce+4 ist in wässriger Lösung zu sauer. Nach Auflösen von Barium-5,5´-azotetrazolat in Hydrazin entfärbte sich die Reaktionslösung innerhalb von zwei Stunden. Farbloses Barium-N,N´-ditetrazolatohydrazintrihydrazin (44) wurde erhalten. 5 Reaktion von Tetrazoldiazoniumchlorid mit Lithiumazid Aus der Reaktion von Benzoldiazoniumchlorid mit Lithiumazid konnte Phenylpentazol isoliert werden. Analoge Reaktionen mit verschiedenen Phenylderivaten ergaben substituierte Phenylpentazole. Die Reaktion von Tetrazoldiazoniumchlorid mit Lithiumazid ergibt Tetrazolazid. Daher wurde auch in dieser Reaktion eine Pentazolzwischenstufe vermutet. Theoretische Berechnungen ergaben, dass die Aktivierungsenergie für den Zerfall verschiedener Tetrazolpentazolisomere in der Gasphase zu Tetrazolazid und Stickstoff mindestens 14.8 kcal/mol beträgt. Daher erschien es möglich, Tetrazolpentazol im Experiment zu beobachten. Bei der 15N-NMR spektroskopischen Verfolgung der Reaktion von Tetrazoldiazoniumchlorid (71) mit Lithium-15Nα-azid wurden zwei Signale bei δ = –29.7 und δ = 7.7 beobachtet, die bei Erwärmung auf –50 °C an Intensität abnahmen und bei –30 °C vollständig verschwunden waren. Gleichzeitig nahm das Signal von Stickstoff an Intensität zu und ein Signal von Nβ markiertem Tetrazolazid erschien. Die bereits bei tiefen Temperaturen wieder verschwindende Zwischenstufe der Reaktion von Tetrazoldiazoniumchlorid mit Lithiumazid entspricht daher sowohl ihrem chemischen Verhalten, als auch in den beobachteten Signalen dem Verhalten, das von Tetrazolpentazol erwartet wird.