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Chemie für Leben und Technologie

Chemie für Leben und Technologie oder Kann aus dem Linearen etwas Zirkuläres werden?

Dr. Michael Londesborouh

Alles in unserem Weltall hat seine Richtung, die oft als „Zeit“ bezeichnet wird.  In Wirklichkeit handelt es sich aber um eine zunehmende Entropie – um eine Tendenz zum Chaos.

Chemistry for Life and Technology

Nehmen wir beispielsweise ein Ei – lässt man es fallen, zerbricht es.  Organisiertes verwandelt sich ins Chaotische und die Entropie nimmt zu. Für das Ei gibt es kein Zurück mehr – jetzt ist Ende, alles aus. Es gibt eine Milliarde von Möglichkeiten,  ein Ei zu zerbrechen, jedoch nur eine einzige Konfiguration, in der es ganz ist.

 Aus dem gleichen Grund wird niemand jünger, sondern immer nur älter – Moleküle, die uns dazu zwingen, um die Bewahrung ihrer Komplexität zu  kämpfen, denn es gibt so viele Zerfallsmechanismen in immer einfachere Formen. Bemüht, die Entropie zu bremsen, kauft man dann teure Cremes und Medikamente, doch im Endeffekt gibt es immer nur die Niederlage, und alle sind wir am Ende gezwungen, uns ihrem Diktat zu unterwerfen.        

Aber was, wenn wir fähig wären, der Entropie und dem Chaos ihre Linearität zu nehmen und diese in den Verjüngungszyklus einer sich unablässig  erneuernden Ordnung zu verwandeln?

Dieser Planet hat die besagte Fähigkeit! Und deshalb leben wir auf ihm.

Das liegt ausschließlich daran, dass die Chemie des Planeten Erde eine zirkuläre Chemie ist!

Stellen Sie sich vor, Sie wären ein Kohlenstoffatom. Sie sind im Sonneninneren entstanden, wo Hitze und Druck so gewaltig sind, dass kleinere Heliumkerne  miteinander verschmelzen und ein neues Kohlenstoffatom entsteht – das sind Sie. So verbringen Sie einige hundert Millionen Jahre und wirbeln in unvorstellbaren Frequenzen umher. Dann führt das kollabierende Gleichgewicht zwischen der gewaltigen Lichtstrahlung Ihres Sterns und dessen eigenen Gravitation zu einer ungeheuren Explosion im All, zu einer Supernova, und Sie sausen mit unglaublicher Geschwindigkeit durch die Raumzeit. Sie bewegen sich als Bestandteil einer als Nebel bezeichneten Riesenwolke aus Sternenpartikeln und -staub, bis Sie auf einen Teil der Raumzeit mit der erforderlichen Geometrie stoßen, die aus Ihrem umher wirbelnden Haufen einen neuen Planeten entstehen lässt. Als Kohlenstoffatom lieben Sie Sauerstoff, und den gibt es hier ringsum in großen Mengen. Damit reagieren Sie, lösen sich in einem Ozean von Wassermolekülen auf und setzen sich in dieser Lösung als Kalziumsalz mit einem CO3-Iont ab.   Ein neues Kalziumkarbonat-Partikel. Sie sind dichter als Wasser, und so sinken Sie auf den Ozeangrund, um dort Jahrtausende lang auszuharren, bis Sie von den Bewegungen der Lithosphärenplatten nach oben verschoben werden. Sie denken noch an Ihre aufregenden Anfänge zurück – strahlende Helle, Szenenwechsel, Abenteuer. Jetzt gibt es aber für lange Zeit überhaupt keine Abwechslung und Sie verfallen allmählich in Depressionen.

Plötzlich hören Sie von fern ein Pochen, das immer lauter wird. Sie hören  Rufe und dann, nach so vielen in Finsternis verbrachten Jahren, spüren Sie auf der Wange das sanfte Streicheln von Sonnenlichtphotonen. Sie blicken auf und sehen Ihren Befreier: den Erdarbeiter Sepp mit einer im Sonnenlicht blinkenden Kreuzhacke. Nach Millionen von Jahren Finsternis genießen Ihre Augen das Bad in einem unwirklichen Himmelblau, im strahlenden Weiß der Wolken, im prunkenden Grün der Bäume, bis Sie von dem schon weidlich schwitzenden Sepp endgültig aus der Gesellschaft der Kalziumkarbonate erlöst und mit der Schaufel auf die Schubkarre geladen werden. Er karrt Sie zur nahen Kalkbrennerei, wo er Sie im hohen Bogen in den glühend heißen Ofen kippt. Diese Glut ist herrlich und versetzt Ihre Molekülbindungen in neue Vibrationsfrequenzen. Als ob ein rheumageplagter Greis mit einem Schlag in der Lage wäre, wie Mike Jagger über die Bühne zu toben!  Sie vibrieren und zittern so lange, bis Sie das Kalk- und Sauerstoffatom von sich abgeschüttelt haben und als neues CO2-Molekül, also als Kohlendioxid durch den Schornstein des Brennofens sausen. Sie steigen majestätisch im Luftstrom auf, unter sanften Dreh- und Schaukelbewegungen mit einer Leichtigkeit, die Sie schon Millionen von Jahren nicht mehr erlebt haben. Spüren Sie diese Freiheit? Diese Leichtigkeit des Seins? Genau wie die anderen normalen Kohlendioxidmoleküle  verbringen Sie ganze Jahre in der Atmosphäre unseres Planeten und umrunden in dieser Rolle mehrmals die Welt. Sie reisen nach Herzenslust um die ganze Welt,  fliegen über Berge und Wälder, Wüsten und Ozeane.

Als Kohlendioxidmolekül haben Sie die Fähigkeit, sich im Wasser unter der Bildung von Kohlensäure aufzulösen, die sich dann in alle Ruhe wieder in Kohlendioxid verwandelt und Sie wieder in die Atmosphäre katapultiert. Dort werden Sie von einem im Sturzflug zur Erde hinab schießenden Vogel in die Lungen eingeatmet und Sie gelangen durch die Lungenbläschen bis in dessen Blut. Dort versuchen Hämoglobinmoleküle, Sie aufzuhalten, was aber nicht gelingt. Sie verbleiben in der Gestalt von CO2 und durchwandern das gesamte Blutbett des Vogels, bis dieser Sie wieder ausatmet. Diesmal geschieht das in einem Weinberg an einem herrlichen Sommertag. Die Luft drückt Sie zur Erde hinab. Sie streifen an einem Rebenblatt entlang, um an dessen Unterseite durch eine Spaltpore in ein grünes Solarpanel der Natur einzudringen. Hier verbinden Sie sich mit weiteren Kohlendioxidmolekülen und Wasser, und in einem genialen  photochemischen Augenblick machen die Sonnenlicht-Photonen aus Ihnen ein neues Glukose-Molekül: C6H12O6. Einer Flut von Photonen, einer geballten elektromagnetischen Energie, gelingt es in der Kombination mit der unglaublichen Molekül-Infrastruktur des Rebenblatts, den Entropieverlauf  umzukehren und in neue Glukose-Moleküle aus Sonnenenergie zu zwängen. Sonnenenergie wurde zu chemischer Energie und Sie sind deren Speicher!

Nach dem langen Flug werden Sie als Teilchen der Zuckerlösung im Inneren der reifenden Weintrauben geerntet, gemaischt, gekeltert und durchlaufen nun eine neue Wandlung. Der entscheidende Faktor dabei sind Gärhefemikroben. Von diesen winzigen einzelligen Mikroorganismen werden Sie zum neuen Ethanol-Molekül (CH3Ch2OH) umgeformt – zum Schlüsselbestandteil von rubinrotem Wein. Dann kommt die Zeit zum Abziehen auf Flaschen und Reifen in einem  dunklen, feuchten Keller. Anschließend werden Sie nach Herausziehen des Korkens in ein Glas gegossen und fließen dann durch die Kehle einer Rotwein-Genießerin. Auf dem Weg durch deren Verdauungstrakt werden Sie zum Opfer der Fähigkeit deren Körpers, Ihr Molekül  zu zersetzen, daraus einen Großteil von dessen inneren Energie abzuschöpfen und somit die Entropie des Systems zu steigern und Sie wieder in ein neues CO2-Molekül umzuwandeln, das die Dame während eines Gesprächs ein oder zwei Tage, nachdem diese Sie getrunken hat, ausatmet, weswegen Sie weiter durch die Atmosphäre schweben und Ihre Geschichte zu einer weiteren Fortsetzung bereit ist. Ein neuer Zyklus steht bevor.

Das ist nur ein Beispiel für die unzähligen Möglichkeiten, welche die zirkuläre Chemie dieses Planeten dem Kohlenstoff bietet. Der Prozess, der die Entropie zum Umkehr bringen kann, ist die Photosynthese – die Umwandlung von Kohlendioxid und Wasser in Kohlenstoffe und Sauerstoff. Und gerade das ist das chemische Äquivalent zur Umwandlung eines greisen Paares in ein Pärchen junger Leute. Verjüngung. Revitalisierung. Die Kohlenstoff-Renaissance.

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Weil diese Moleküle voller Energie sind,  voll von chemischen Potential. Damit kann man eine Menge Chemie machen. Sie sind  unsere Nahrung, unsere Kleidung, unsere Medikamente, unsere Brennstoffe  und Materialien.

Und obendrein entsteht in diesem Zyklus keinerlei Abfall!  Alle unter der Erdoberfläche verborgenen überschüssigen  Kohlenwasserstoffe verwandeln sich in die fossilen Brennstoffe Erdöl, Kohle und Gas. Uralte, in Molekülgestalt verborgene Sonnenglut! In die Gestalt so  wertvoller Moleküle, dass man sich ohne sie kein Leben vorstellen kann.

Und da liegt der Haken: Die breite Öffentlichkeit begreift kaum die phantastischen Möglichkeiten, die sich in den Kohlenwasserstoffen bieten und so unterschätzen wir sie schlichtweg.

Das, was wir mit  unseren wertvollen Kohlenwasserstoffressourcen machen, ist der Schlüsselaspekt  für unsere globale Wirtschaft. Hier bieten sich  viele Möglichkeiten an: nicht nur fossile Brennstoffe, sondern auch Polymere, Wasserstoff, neue Materialien und Heilmittel.

Überall, wo es eine sich zirkulär bewegende Energie gibt und eine Wahlmöglichkeit besteht, gibt es auch eine Gelegenheit. Eine Gelegenheit für Sie!