20 junge Forscher*innen entdecken die Chemie

Innovative Filter für sauberes Wasser

Professor Dr. Stéphan Barbe aus dem Bereich der „Angewandten Chemie“ begann seinen Kurs mit spannenden Fragen zur Wasserqualität: „Woher kommt unser Wasser? Und was passiert eigentlich mit verunreinigtem Wasser?“ Einige Kinder wussten bereits, dass Wasser in Klärwerken gereinigt wird. Prof. Dr. Stéphan Barbe erklärte ihnen, dass nicht alle Substanzen vollständig aus dem Wasser entfernt werden können.

„Viele Medikamente scheiden wir über den Urin aus“, so Prof. Dr. Stéphan Barbe, "und einiger diese Substanzen sammeln sich zunehmend in Gewässern an, was in höheren Konzentrationen zu gesundheitlichen Risiken führen kann." Um diesem Problem entgegenzuwirken, forscht Prof. Dr. Stéphan Barbe mit seiner Arbeitsgruppe an innovativen Filtern aus Zelluloseacetat und Aktivkohle, die genau diese Schadstoffe aus dem Wasser adsorbieren können.

Im Labor betrachteten die Kinder die aus Membranen und Gewirken bestehenden Filter aus nächster Nähe und stellten sogar eine Membran selbst her. Bei einem Laborrundgang mit Thomas Millenautzki, Melanie Schulz und den wissenschaftlichen Hilfskräften Daniel Esser, Hanae Sidali und Julia Jakobi lernten sie im Anschluss verschiedene Methoden der modernen Wasserreinigung kennen. An einer Filtrationsanlage konnten sie beobachten, wie mit Farbstoff versetztes Wasser – das Schadstoffe simulieren sollte – unter leichtem Druck durch die Membran gepresst wurde. Dabei wurde der Farbstoff in der Membran adsorbiert, sodass am Ende der Filtration klares Wasser austrat. Außerdem verfolgten die jungen Forscher*innen die Adsorptionsfähigkeit der mit Aktivkohle beschichteten Gewirke in einem Rührreaktor sowie in einzelnen Flaschen auf einer Rührplatte über einen längeren Zeitraum. Das ursprünglich blaue Wasser wurde dabei nach und nach immer klarer.

Echte Kapseln selbst herstellen – wie in der Apotheke

Wie kommen Medikamente sicher und wirkungsvoll im Körper an? Diese Frage stand im Labor der pharmazeutischen Chemie von Prof. Dr. Heiko Schiffter-Weinle im Mittelpunkt. Prof. Dr. Heiko Schiffter-Weinle erklärte den jungen Forscher*innen, dass viele Wirkstoffe in kleinen Kapseln versteckt sind, die sie schützen und ihre gezielte Freisetzung ermöglichen. Mithilfe eines sogenannten Kapselbretts stellten die Kinder echte Kapseln her – genau wie die aus der Apotheke. Die Kapseln enthielten dabei ausschließlich Lactose-Monohydrat und keinen Wirkstoff.

Außerdem machten Prof. Dr. Heiko Schiffter-Weinle und seine wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen Selma Chorevska und Victoria Behnke die KinderUni-Gruppe mit einer zweiten Verkapselungsmethode vertraut: der ionischen Gelierung. Die ionische Gelierung wird in der Pharmaforschung angewandt, um Mikropartikel mit verkapseltem Wirkstoff herzustellen, die nach dem gleichen Prinzip entstehen wie der bekannte Bubble Tea. Unter Anleitung färbten die jungen Forscher*innen Natriumalginat blau ein und gaben die Lösung tropfenweise mit einer Pipette in flüssiges Calciumchlorid. Dabei konnten sie eine echte chemische Reaktion beobachten: Die Tropfen erstarrten sofort und bildeten kleine Gelkapseln, die wie die Perlen im Bubble Tea aussahen.

Für die Wissenschaftler*innen der Fakultät war der Austausch mit den Kindern –insbesondere ihre vielen Fragen und eigenen Perspektiven – eine große Bereicherung. Wir freuen uns auf weitere spannende Veranstaltungen und darauf, noch viele junge Entdecker*innen am Campus Leverkusen willkommen zu heißen!