Am Mittwoch, den 06.10.2021, besuchte das TUMKolleg 2021-2023 am vierten TUM-Tag im Rahmen des Studium Generale die Fakultät für Chemie der Technischen Universität München. Herr Dr. Raimund Marx betreute uns dabei den gesamten Besuch und gab uns u.a. eine sehr anschauliche Einführung in zwei spezifische Forschungsgebiete der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Steffen Glaser zu den Themen Quantencomputer und Kernspinresonanz- bzw. NMR-Spektroskopie.

Anfangs verschaffte uns Herr Dr. Marx einen Überblick über verschiedene Bereiche der Chemie, z.B. die anorganische, die organische und die physikalische Chemie, sowie über die unterschiedlichen Chemie-Studiengänge an der TU. Auch führte er aus, dass die Promotion in der Chemie, wie in vielen anderen Naturwissenschaften auch, den eigentlichen Abschluss der universitären Ausbildung darstellt und somit als eigentliche Voraussetzung für den Eintritt in die Berufswelt von Chemiker*innen angesehen werden kann.

In seinem darauffolgenden Vortrag erläuterte er uns das Forschungsgebiet der Quantencomputer und die Theorie der Quantenmechanik. Dabei ging es generell um die Unterschiede zwischen ,,normalen” Computern und Quantencomputern und deren Vorteile. Dies veranschaulichte er am Beispiel der Primfaktorzerlegung, bei der Quantencomputer „normalen“ Computern meilenweit überlegen sind. Die Primfaktorzerlegung spielt z.B. bei der Verschlüsselung von Internetseiten eine sehr wichtige Rolle.

Im Anschluss wurde es spektakulär, da uns Herr Dr. Marx mehrere Experimente präsentierte. Zunächst pustete er mit einem speziellen Mundstück Bärlappsporen in eine Brennerflamme, das Resultat war eine große Stichflamme.

Beim nächsten Experiment, das auch als Gummibärchenhölle bezeichnet wird, brachte er Gummibärchen in geschmolzenes Kaliumchlorat ein, diese verbrannten daraufhin mit heller Flamme und unter lautem Zischen.

Anschließend experimentierte Herr Dr. Marx mit flüssigem Stickstoff, also ungefähr -200 °C kaltem Stickstoff. Damit kühlte er u.a. einen Luftballon, Popcorn, Gummibärchen und eine Rose innerhalb kürzester Zeit stark herunter und schlug sie auf dem Tisch, wo sie sofort, vergleichbar mit Glas, zersprangen.

Besonders gut gefielt uns die Herstellung von Zitronensorbet, welches durch flüssigen Stickstoff sehr schnell heruntergekühlt wurde, um zu vermeiden, dass sich wie beim herkömmlichen Abkühlen größeren Eiskristalle bilden. Die Zutaten waren Zitronensäure, übersättigte Zuckerlösung und Mineralwasser, die mithilfe des Stickstoffs unter ständigem Rühren schockgefroren wurden. Fast ebenso schnell wie das Eis abgekühlt wurde, hatte jedes Mitglied des TUMKollegs seine Probierportion aufgegessen.

Zum Abschluss erhielten wir von Herrn Dr. Marx eine Führung zum Thema Kernspinresonanzspektroskopie samt Besichtigung des Kernspinresonanzspektrometers der Chemie-Fakultät, welches Frequenzen von 900 MHz erzeugen kann. Die Methode der Kernspinresonanzspektroskopie ermöglicht die Aufklärung der Molekülstruktur durch Untersuchung der elektronischen Umgebung einzelner Atome und deren Wechselwirkungen mit den Nachbaratomen. Dazu ist ein starkes statisches Magnetfeld nötig. Mit mehreren 5 ct-Münzen, die Kante auf Kante standen, sowie einem ferromagnetischen Pendel, das sich zum Spektrometer hin ausrichtete, veranschaulichte Herr Dr. Marx, dass rund um das Spektrometer immer noch ein sehr starkes Restmagnetfeld wirkt. Das Gruppenbild zeigt das Gautinger TUMKolleg 2021-2023 vor dem Kernspinresonanzspektrometer der Chemie-Fakultät.

Im Namen des diesjährigen TUMKollegs bedanken wir uns bei Allen, die uns diesen eindrucksvollen Tag ermöglicht haben und natürlich besonders bei Herrn Dr. Marx, der uns den ganzen Tag über begleitet hat. Vielen Dank!

Hauke Döllefeld und Stanislav Bartolen