Veröffentlicht: 03.01.11
Science

Für eine Anerkennung der Kulturleistung Chemie

Verschiedene Veranstaltungen des Departements Chemie und Angewandte Biowissenschaften im Internationalen Jahr der Chemie 2011 sollen verdeutlichen, welch grosse Bedeutung die Chemie für unser Leben hat, betont Antonio Togni, Professor für Metallorganische Chemie der ETH Zürich, im Interview. Denn noch allzu oft herrschen Misstrauen und sogar Unwissenheit gegenüber den Errungenschaften der Chemie vor.

Peter Rüegg
Antonio Togni, Professor für Metallorganische Chemie der ETH, koordiniert und leitet die Aktivitäten des Departements Chemie und Angewandte Wissenschaften im Jahr der Chemie (Bild: Peter Rüegg / ETH Zürich)
Antonio Togni, Professor für Metallorganische Chemie der ETH, koordiniert und leitet die Aktivitäten des Departements Chemie und Angewandte Wissenschaften im Jahr der Chemie (Bild: Peter Rüegg / ETH Zürich)

ETH Life: 2011 ist als das Internationale Jahr der Chemie (IYC) offiziell ausgerufen worden. Was ist der Zweck dieses Spezialjahres?
Antonio Togni: Das Internationale Jahr der Chemie soll eine Gelegenheit sein, der breiteren Öffentlichkeit die Bedeutung der Chemie zu zeigen, gewisse Vorurteile oder vorgefasste Meinungen dazu abzubauen und Missverständnisse auszuräumen. Nach wie vor denken zahlreiche Leute, dass Chemie primär schlecht ist, und zum Beispiel für die Umweltverschmutzung verantwortlich ist. Diese Haltung entsteht hauptsächlich aus Unverständnis. Das möchten wir durch Information ändern, damit die Öffentlichkeit vieles besser beurteilen kann.

Und das Jahr der Chemie soll das Verständnis verbessern und Informations-Lücken füllen?
Wir Chemiker hoffen, dass wir dazu einen Beitrag leisten können. Im Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften haben wir zusammen mit dem Departement Materialwissenschaften und mit den Chemischen Instituten der Uni Zürich deshalb im Juni dieses Jahres etliche Aktivitäten geplant, um Leute ins Haus zu holen. Wir veranstalten unter anderem einen Tag der Chemie auf dem Hönggerberg und Diskussionsplattformen. Zudem schreiben wir ein Buch mit Geschichten aus der Chemie.

Wie entstand das schlechte Image der Chemie? Von den Chemieunfällen der jüngeren Geschichte?
Das mag zum schlechten Image beigetragen haben, aber die Abneigung gegen Chemie kommt noch von weiter her. Chemie zu verstehen, bedeutet, die molekulare und atomare Welt zu verstehen. Dazu braucht es gewisse Grundkenntnisse, die anders als bei der Mechanik oder der Elektrizität nicht vorhanden oder zumindest weniger intuitiv sind. Die Hoffnungen, dass das Jahr der Chemie diesen Zustand drastisch verbessert, gehen natürlich nicht so weit. Aber wir wollen mit dem Titel unserer Veranstaltung «Chemie als Kulturleistung» aufzeigen, was Chemie für die Menschen leistet.

Weshalb bezeichnen Sie die Chemie als Kulturleistung?
Das hat mit dem Wesen der Chemie als Wissenschaft und vielen uralten menschlichen Tätigkeiten zu tun, die auf chemischen Prozessen basieren. Das ist ein Aspekt, der Chemie von anderen Naturwissenschaften deutlich unterscheidet. Ich habe diesen Ausdruck als Motto vom Philosophen Peter Janich übernommen. Er ist einer der ersten, der sich aus philosophischer Perspektive mit Chemie auseinandersetzte. Er unterscheidet in seiner philosophischen Analyse der Naturwissenschaften zwischen naturalistisch und kulturalistisch. Naturalistisch bedeutet: Es kommt alles aus der Natur, die wissenschaftliche Auseinandersetzung besteht hauptsächlich aus «bewundern, beobachten, beschreiben, analysieren».

Das ist klassische Biologie. Was macht die Chemie anders?
Der heutige Chemiker denkt tatsächlich noch oft stark naturalistisch und merkt dabei nicht, dass er sehr kulturalistisch arbeitet. Chemie ist Kultur. Der Mensch steckt Handlungen hinein, verändert etwas und erschafft Neues. Das macht er seit Jahrtausenden, ohne dass man dieses Wirken als Chemie bezeichnet hat. Metallgewinnung, Färben, Veredeln – vieles ist uralt, aber es ist Chemie. So wie viele Vorgänge im Organismus auch.

Und heute?
Heutzutage bedeutet Chemie, etwas plakativ gesagt, dass man am Ende eines Arbeitstags ein neues Produkt in eine Flasche abfüllen kann. Damit möchte ich die zentrale und unabdingbare Rolle der Synthese unterstreichen. Dies unterscheidet die Chemie von anderen Naturwissenschaften. Es ist vor allem das Machen, das Erzeugen, über das Messen, Analysieren, Verstehen und Rechnen hinaus.

Das hat viel mit menschlicher Kreativität zu tun. Ist Chemie eine Kunst?
Durchaus. Es gibt sehr viele Aspekte der Chemie, die als sehr künstlerisch betrachtet werden, zum Beispiel wie man ein besonderes Molekül «macht». Das kann elegant, einfallsreich sein. Ein Molekül selbst kann als Kunstwerk betrachtet werden. Es ist Kunst und künstlich.

Sind Chemiker demnach Künstler?
Chemiker haben die Fähigkeit, sich das Objekt ihrer Untersuchung zuerst zu erschaffen. Ich mache ein Molekül, das im Universum bisher nicht existiert hat. Das klingt vielleicht etwas arrogant, aber für einen Chemiker ist die Sicherheit, etwas Exklusives zu erschaffen, eine Selbstverständlichkeit. Da spielen Elemente von Design und Konzeption, basierend auf theoretischen Aspekten, hinein.

Welchen Beitrag kann die Chemie leisten, um die grossen Herausforderungen der Menschheit meistern zu helfen?
Chemie kann einen relevanten Beitrag zum Energieproblem leisten. Eigentlich ist es schade, Öl zu verbrennen. Die Natur brauchte Millionen Jahre, um aus CO2 lange Kohlenwasserstoffketten zu bilden. Diese kann man als Ausgangsstoffe von neuen chemischen Produkten brauchen. Dann gibt es die Problematik von mobilen Energiequellen, wie Brennstoffzellen und Batterien. Man möchte Batterien mit möglichst hoher Leistung und möglichst wenig Gewicht. Man will mit einer Batterieladung 500 Kilometer mit dem Auto fahren können. Das ist derzeit nicht machbar, aber unmöglich ist es nicht. Die chemischen Prinzipien hinter Batterien sind nicht neu, aber im mikroskopischen und molekularen Bereich kann man noch viel leisten, um effiziente Batterien herzustellen, die man 1000 oder gar 10'000 Mal laden kann.

Welche anderen Forschungsgebiete sind derzeit für die Chemie relevant?
Wichtig ist und wird die Nanotechnologie. Man kann Nanoteilchen gezielt herstellen und lernt immer besser zu verstehen, was an der Oberfläche dieser Teilchen geschieht respektive wie sich Nanoteilchen unter bestimmten Bedingungen verhalten. In der Nanotechnologie liegen Chancen, aber auch Risiken. Das sind wichtige gesellschaftsrelevante Probleme. Ganz zu schweigen von Medikamenten und Agro-Chemikalien.

Aber gerade Agro-Chemikalien sind für viele Leute der Inbegriff von «schlechter Chemie».
Tatsächlich sind Agro-Chemikalien in der Öffentlichkeit verpönt. Man glaubt, dass jemand Gift auf dem Feld ausbringt und dass man dieses mit der dort gewachsenen Pflanze isst. Aber: Von bestimmten Herbiziden, die zum Beispiel im Maisanbau verwendet werden, reichen mittlerweile zwei Esslöffel davon, um eine Fläche eines Fussballfeldes zu behandeln und um die gewünschte Wirkung zu erzielen. Die Moleküle sind so konzipiert, dass sie die Maispflanzen schützen, weil sie nicht giftig auf sie wirken. Und nach drei Wochen ist das Produkt zersetzt, und die Zersetzungsprodukte sind für alle Pflanzen weniger schädlich. Das ist eine Errungenschaft der modernen Chemie, doch davon spricht niemand.

In der Medizin gibt es analoge Tendenzen: wirksamere und verträglichere Medikamente, in geringeren Dosen verabreicht …
Ja. Die Chemie kämpft auch gegen Antibiotika-Resistenzen von Bakterien. Hier braucht es innovative und selektivere Stoffe. Chemie ist überall: All die raffinierten Kunststoffe mit speziellen Antihaft-Beschichtungen, an denen wunschgemäss nichts klebt. All die Chemie, die für die Herstellung von Elektronik verwendet wird. Lassen Sie die Chemie weg, und Sie können keinen Computer, keinen Bildschirm mehr herstellen, keine Küchengeräte, nichts. Das machen sich nur wenige Leute bewusst. Das Jahr der Chemie kann deshalb wirklich dazu dienen, in der Öffentlichkeit auf solche Punkte aufmerksam zu machen.

Was hat bei Ihnen die Begeisterung für Chemie geweckt?
Während des Gymnasiums entwickelte ich eine Faszination für Atome und Moleküle. Die Vorstellung, dass ich wissen kann, was auf molekularer und atomarer Ebene passiert, wenn ich zwei verschiedene Stoffe mische, hatte etwas Mystisches, genauso wie die Idee, dass ich Moleküle oder Atome zwar nicht sehen kann, aber dass ich sie dazu bringen kann, das zu tun, was ich will. Das hat mich gepackt. Das war schon fast kulturalistisch (schmunzelt). Ich hatte jedoch nie ein Labor im Keller. Mein Zugang zur Chemie fand im Kopf statt. Faszinationszündungen haben zudem viel mit den Lehrern zu tun. Ich hatte einen ausgesprochen guten Chemielehrer.

Weshalb sollten Gymnasiasten Chemie studieren?
Ein Grund, der bei einem naturwissenschaftlich interessierten Schüler für die Chemie spricht, ist, dass sie die ideale Symbiose zwischen Experiment und Theorie ist. Theoretisches Denken und «Kochen» im Labor gehen täglich Hand in Hand. Wir sind zwar schon weit weg von der rein empirischen Phase, aber keineswegs an dem Punkt, an dem man alles nur noch am Computer macht. Das wird auch nie geschehen. Dies nur schon deshalb, weil eines der Ziele der Chemie noch immer der ist, sinnvolle und für die Gesellschaft benötigte Produkte zu finden und herzustellen. Das plant man vielleicht zum Teil am Computer, aber die Umsetzung findet im Kolben oder im Reaktor statt.

Welche Voraussetzungen braucht man, um das ETH-Studium zu absolvieren?
Begeisterung für Laborarbeit, eine gute Beobachtungsgabe, ein gutes Gedächtnis, eine gewisse Kreativität und Fantasie. Und man muss auch frustrationstolerant sein ...

weil es nicht jeden Abend klappt mit dem Abfüllen des neuen Produkts. Genau. Denn Frust zu ertragen, bedeutet auch: Ich muss verstehen, weshalb ein Problem so nicht gelöst werden kann. Dazu braucht es eine grundlegende Analyse dessen, was im Labor geschehen ist, um danach zu einer Lösung zu kommen. Also braucht es für das Fach eine analytische Mentalität.

Welche Rolle spielt die ETH in der Chemie innerhalb der Schweiz und international?
Eine sehr wichtige! Wir sind die grösste Ausbildungsstätte von Chemikern in der Schweiz. Nach einer erfolgreich abgeschlossenen, etwa 4-jährigen Doktorarbeit, verlassen pro Jahr rund 100 Doktoranden in Chemie und Pharmazie die ETH. Die ETH Zürich darf sich auch auf ihr Renommee in der Chemie etwas einbilden.

Wie gross ist es wirklich? Mir scheint, die goldenen Zeiten der ETH-Chemie waren die Jahre zwischen 1900 und 1960.
Ja, das stimmt einerseits. Andererseits zeigen aktuelle internationale Vergleiche mit anderen Hochschulen, dass wir in der Spitzengruppe dabei sind. Die ETH ist deshalb nach wie vor ein «Leuchtturm» der Grundlagenforschung in der Chemie, und zwar weltweit.

Internationales Jahr der Chemie

Am 30. Dezember 2008 beschloss die 39. UN-Generalversammlung, das Jahr 2011 als «Internationales Jahr der Chemie» zu nominieren. Mit der Koordination der Aktivitäten wurden die UNESCO und die IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) beauftragt. Schwerpunkte werden die Beiträge der Chemie zu nachhaltiger Entwicklung sowie neuartige Energiequellen sein, auch soll an die Errungenschaften der Chemie erinnert und über ihre Chancen und Risiken informiert werden. Am 15. Februar 2011 wird das Jahr mit einer nationalen Feier in Bern offiziell eröffnet.