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Die Zukunft der Chemie

Chemie-Nobelpreisträger fasziniert Zuhörer an der UR mit visionärem Konzept


19. Juli 2021

Am Donnerstag, 15. Juli 2021, hat der französische Chemieprofessor und Nobelpreisträger Jean-Marie Lehn die Anton-Vilsmeier-Vorlesung an der Universität Regensburg gehalten. Unter dem Titel „Perspektiven der Chemie – Aspekte adaptiver Chemie und adaptiver Materialien“ faszinierte der Professor der Universität Straßburg die Teilnehmer der dieses Jahr digital gehaltenen Vorlesung mit seinem visionären Konzept der „adaptiven" Chemie. Über 220 Zuhörer folgten seinen auf englisch gehaltenen Ausführungen.
„Der Vortrag war hervorragend und sehr allgemein gehalten, sodass jeder chemisch gebildete Zuhörer etwas mitnehmen konnte“, war auch Professor Dr. Werner Kunz, Leiter des Lehrstuhls für Physikalische Chemie der Universität Regensburg, auf dessen Einladung Professor Lehn die Vorlesung gehalten hatte, begeistert. Er bezeichnete im Nachgang das von Jean-Marie Lehn vorgestellte Konzept der dynamischen, adaptiven und evolutiven Chemie als „erfrischende Chemie“, „weil sie ganz neue und auch an der Uni noch nicht unterrichtete Konzepte in die Chemie einführt, die sicherlich richtungsweisend sein werden und ihr volles Potenzial für neue Materialien, aber auch für das Verständnis von Prozessen in lebenden Organismen, erst in den nächsten Jahrzehnten voll ausschöpfen wird“, so Prof. Kunz.
Eine Einschätzung, die auch Professor Dr. Robert Wolf, vom Institut für Anorganische Chemie, teilt. „Mit Professor Jean-Marie Lehn konnte die Fakultät für Chemie und Pharmazie einen äußerst renommierten Forscher für die Anton-Vilsmeier-Vorlesung gewinnen. Es war eine große Freude, diesen begeisterungsfähigen Wissenschaftler zu erleben und über visionäre und inspirierende Konzepte auf dem Forschungsgebiet der Supramolekularen Chemie vortragen zu hören.“

Im-text

Laut Prof. Lehn ist Chemie, rein und angewandt, eine Wissenschaft und eine Industrie. Durch ihr Vermögen zum Ausdruck von Materie offenbare sie die Kreativität der Kunst. Sie entfaltete sich von molekularer zu supramolekularer Chemie und dann über konstitutionelle Dynamik zu adaptiver Chemie.
Durch die Einführung konstitutioneller Dynamik in die Materialwissenschaften werden Perspektiven für adaptive Materialien und Techniken mit reizvollen Eigenschaften (zum Beispiel Selbstheilungsprozesse), im Besonderen dynamische Polymere, die ihre Merkmale (z. B. mechanische, optische) durch Komponentenaustausch und Rekombination als Reaktion auf verschiedene Reize anpassen, eröffnet. Konstitutionell-adaptive Materialien münden in System-Materialwissenschaften und ermöglichen zahlreiche neue Anwendungen in der Technologie der „weichen Materie“.

Im Rahmen der Anton-Vilsmeier-Vorlesung bestand die Möglichkeit, dem Namensgeber der „supramolekularen Chemie“ ein paar Fragen zu stellen.


UR: Könnten Sie in wenigen Worten auch für Nicht-Chemiker sagen, was Ihr Forschungsgebiet ist und warum es so originell und wichtig ist?


Prof. Jean-Marie Lehn: Wir haben in einer Vielzahl von Bereichen geforscht, aber der wichtigste betrifft die chemische Basis der „molekularen Erkennung", das heißt die Art und Weise, wie ein Rezeptormolekül ein Substrat erkennt und selektiv bindet. Dies spielt eine fundamentale Rolle in biologischen Prozessen. Ohne molekulare Erkennung gibt es kein Leben, da die Moleküle in unserem Körper molekulare Erkennungsprozesse durchführen müssen, um ihre Funktionen zu erfüllen. Im Laufe der Jahre führte unsere Arbeit zur Definition eines neuen Bereichs der Chemie, den ich vorgeschlagen habe, „supramolekulare Chemie" zu nennen. Sie befasst sich mit den komplexen Gebilden, die durch die Assoziation von zwei oder mehr chemischen Spezies gebildet werden, die durch intermolekulare Kräfte zusammengehalten werden, während die Molekularchemie die Gebilde betrifft, die aus Atomen aufgebaut sind, die durch starke Bindungen verbunden sind. Die supramolekulare Chemie ist die Chemie jenseits des Moleküls, sie betrifft sozusagen das Verhalten von Molekülpopulationen. In der Folge entwickelte sich das Gebiet zur Chemie der "Selbstorganisations"-Prozesse und in jüngerer Zeit zur „adaptiven Chemie", zu dynamischen Netzwerken und komplexen Systemen.


UR: Wenn Sie an die aktuellen Herausforderungen unserer Gesellschaft denken, wie denken Sie, dass die Chemie zu einem besseren Leben und einer gesünderen Umwelt beitragen kann?


Prof. Jean-Marie Lehn: Chemie ist zunächst eine Wissenschaft, aber sie hat viele Anwendungen und ist überall in unserem täglichen Leben präsent. In diesem Zusammenhang möchte ich einige Sätze aus einer meiner Veröffentlichungen zitieren. „Allzu oft wird die Chemie als eine rein utilitaristische Tätigkeit betrachtet und kaum als Wissenschaft, wenn sie nicht sogar „verachtet“ wird. (...) Sie muss „grün" sein, sie muss die Fragen der Gesellschaft beantworten, sie muss das CO2 speichern, das andere produziert haben, sie muss die Lösungen für Probleme liefern, die andere erzeugt haben, und so weiter. (...) Es ist toll, als so einfallsreich zu gelten, aber ist das wirklich alles, worum es in der Chemie geht? (...) Vielleicht ist die Chemie für die größte wissenschaftliche Frage von allen zuständig, und das ist: Wie wird und wurde Materie komplex? Wie kommt es, dass das Universum von geteilter, zu verdichteter, zu organisierter, zu lebender und weiter zu denkender Materie wurde und ein Wesen, den Menschen, hervorgebracht hat, welches in der Lage ist, danach zu fragen, wie all das in unserem Universum, aus dem es selbst hervorgegangen ist, geschehen ist?“


UR: Einer Ihrer ehemaligen Studenten, Jean-Pierre Sauvage, hat 2016 ebenfalls den Nobelpreis für Chemie erhalten. Und es gibt eine lange Liste von weiteren Nobelpreisträgern an der Universität Straßburg. Was ist das Geheimnis der Exzellenz an diesem Ort?


Prof. Jean-Marie Lehn: Im Moment gibt es vier Nobelpreisträger an der Universität Straßburg, chronologisch mich (1987), Jules Hoffmann (2011, Physiologie-Medizin), Martin Karplus (2013, Chemie) und Jean-Pierre Sauvage (2016, Chemie). In der „deutschen" Zeit (1870-1918) gab es Karl-Ferdinand Braun (1909, Physik) und eine Reihe berühmter zukünftiger Nobelpreisträger verbrachte eine bedeutende Zeit in Straßburg, wie Emil Fischer, Adolf von Baeyer, Hermann Staudinger. Das ist kein Geheimnis! Vielleicht ist diese Liste eine Anregung, die zur Nachahmung inspiriert. Und natürlich ist es harte Arbeit!
UR: Haben Sie abschließend noch ein paar Ratschläge für Studenten und junge Wissenschaftler?
Prof. Jean-Marie Lehn: Eine einfache Antwort gibt es hier nicht. Harte Arbeit, Vorstellungskraft, kritisches Hinterfragen, fächerübergreifendes Denken, mit der Überzeugung, dass die Wissenschaft die Zukunft der Menschheit gestaltet. Mein Rat: Machen Sie mit!

Zur Person
Jean-Marie Lehn ist ein echter Elsässer und hat fast sein ganzes Leben im Elsass verbracht. Er studierte in Straßburg, promovierte dort und wurde nach einem Postdocaufenthalt Mitte der 60er Jahre zunächst Akademischer Rat und dann Professor in Straßbourg.
Allerdings war sein Postdoc an der Harvard-Universität bei den späteren Nobelpreisträgern Woodward und Hoffmann prägend für seine spätere Karriere.
Er erhielt 1987 gemeinsam mit Donald J. Cram und Charles Pedersen den Nobelpreis für Chemie „für die Entwicklung und Verwendung von Molekülen mit strukturspezifischer Wechselwirkung von hoher Selektivität und die Untersuchung der polycyclischen Cryptat-Käfigmoleküle". Anders ausgedrückt, er ist Miterfinder der sogenannten „supramolekularen Chemie", bei der sich Moleküle nicht durch starke Bindungen zusammen lagern, sondern durch Selbstorganisation. Damit ist er auch einer der Wegbereiter der heute so populären Nanoscience.
Auch heute noch, im Alter von 81 Jahren, ist Jean-Marie Lehn überaus aktiv in der Forschung. Seit einigen Jahren hat er die supramolekulare Chemie zu dem visionären Konzept der "adaptiven" Chemie weiterentwickelt.

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