Am 23.09.2020 waren wir, das TUMKolleg 20-22, zum ersten Mal an einer naturwissenschaftlichen Einrichtung der Technischen Universität München: der Fakultät für Chemie am Forschungscampus in Garching. Coronabedingt nach Schulen getrennt hat das TUMKolleg aus Gauting vormittags und das TUMKolleg aus Garching nachmittags an der Veranstaltung teilgenommen.
Nach einer allgemeinen Vorstellung der Fakultät für Chemie der TUM sowie ihrer Teilbereiche bzw. Lehrstühle (anorganische Chemie, organische Chemie, physikalische Chemie und viele mehr) erläuterte uns Herr Dr. Marx vom Lehrstuhl für Organische Chemie zwei Forschungsgebiete genauer. Mit der Kernspin-Resonanz-Spektroskopie (kurz NMR-Spektroskopie) lernten wir eine hochmoderne Methode zur Analyse der Struktur von Molekülen kennen. Damit können beispielsweise Wirkstoffe in Medikamenten gezielter entwickelt werden.

Anschließend erklärte uns Herr Dr. Marx die Funktionsweise eines Quantencomputers und des Quantenphänomens der Superposition von Quantenobjekten.

Da es aufgrund der Corona-Schutzmaßnahmen nicht möglich war, im Labor selbständig zu experimentieren, zeigte uns Herr Dr. Marx anschließend Experimente im Seminarraum. Zuerst führte er den „brummender Bären“ vor, bei dem ein Gummibärchen mit geschmolzenem Kaliumchlorat reagiert, wobei es unter lautem Brummen und Zischen sowie rosa-lila Flammen oxidiert.

Danach demonstrierte er uns einige Beispiele der molekularen Küche, zum Beispiel die sehr schnelle Herstellung von Zitronensorbet aus übersättigter Zuckerlösung, Zitronensaft, Sprudelwasser und auf -220°C heruntergekühltem, flüssigem Stickstoff. Das leckere Eis durften wir dann auch essen. Bei dem „Dragon breath-Experiment“ konnte man Popcorn, welches zuvor kurz in flüssigen Stickstoff getaucht wurde, in den Mund nehmen und den entstehenden Dampf ausatmen.

Quelle: Leonie Lange und Daniel Henke
Herr Dr. Marx beim Eismischen

Weitere Experimente mit flüssigem Stickstoff folgten, wie das Splittern einer durchgefrorenen Rose, oder das Einfallen eines durch flüssigen Stickstoff gekühlten Luftballons, dessen Luft aufgrund der stark herabgesetzten Temperatur ein geringeres Volumen einnimmt. Abschließend konnten wir den Finger kurz in den flüssigen Stickstoff tauchen, wobei der Finger aber trocken und unverletzt blieb, da sich aufgrund des Temperaturunterschieds zur Umgebung von ca. 260°C eine Schicht verdampften Stickstoffs um den Finger bildet, die den direkten Kontakt mit dem flüssigen Stickstoff verhindert.

Zum Abschluss führte uns Herr Dr. Marx zum 900MHz-NMR Spektrometer (nuclear magnetic resonance spectroscopy oder Kernspinresonanzspektroskopie) der TUM. Dieses wird zur Untersuchung der Umgebung von Atomen in Molekülen und der Wechselwirkung von Bindungspartnern genutzt. Im NMR-Spektrometer wird dazu ein extrem starkes Magnetfeld erzeugt. Dieses konnten wir sogar bei der Annäherung mit einer Kupfermünze in der Hand deutlich spüren.

Quelle: Leonie Lange und Daniel Henke
Abschließendes Gruppenfoto vor dem NRM Spektrometer

Der Tag an der Fakultät für Chemie war für uns alle äußerst interessant und gleichzeitig hatten wir viel Spaß. Herzlichen Dank insbesondere an Herrn Dr. Marx, aber auch an alle anderen Personen, die diese Veranstaltung an der TUM möglich gemacht haben.

Leonie Lange und Daniel Henke