Archive - Dez 18, 2008

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Kalk kristallisiert anders als bisher gedacht

Chemie
19.12.08   von  
Sie wirkt im Schönen wie im Hässlichen: Die Kristallisation bestimmt die Form von Edelsteinen, bringt aber auch den Kalk in die Waschmaschine. Wie sie abläuft, schien längst geklärt. Doch Wissenschaftler des <a href=http://www.mpikg-golm.mpg.de>Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung</a> kratzen jetzt an der etablierten Theorie, die viele Phänomene kaum erklären kann. <% image name="Kalkbildung" %><p> <small> Ein Kristall und sein frühester Vorläufer: In einem stabilen Nanocluster, der hier schematisch und nicht maßstäblich abgebildet ist, schließen sich rund 70 Kalzium- und Karbonat-Ionen zusammen. Die Struktur des Kristalls (re.) wird wahrscheinlich schon in diesem Cluster vorgeprägt. &copy; Denis Gebauer </small> Die Forscher untersuchten die Kristallisation von Kalziumkarbonat, landläufig als Kalk bekannt. Dabei haben sie herausgefunden, dass sich anders als bisher angenommen auch in Wasser mit wenig gelöstem Kalziumkarbonat stabile Nanocluster bilden. Aus diesen winzigen Kalkteilchen entstehen schließlich die Ablagerungen, die irgendwann die Waschmaschine lahm legen. Unbekannt war bisher auch, dass die Struktur des kristallisierten Kalziumkarbonats davon abhängt, wie basisch die Lösung ist. Die neuen Erkenntnisse können helfen, dem Kalk in der Waschmaschine beizukommen, die Bildung der raffinierten Struktur von Biomineralien zu erklären - und verändern die Rolle der Weltmeere als Kohlendioxidspeicher. <table> <td width="110"></td><td><small> <b>Kalziumkarbonat</b> ist überall: Als Kreide hat es wohl jeder schon in der Hand gehabt oder als Ablagerung in der Waschmaschine verflucht. Marmor, Dolomit und viele Sedimente bestehen hauptsächlich daraus, und auch im Panzer von Krebsen, in Muschelschalen, Schneckenhäusern, Seeigeln sowie in Einzellern kommt Kalziumkarbonat vor. Diese Biomineralien besitzen Eigenschaften, die sie auch für technische Anwendungen unter anderem in der Medizin oder der Baustofftechnik interessant machen. So sind sie etwa besonders bruchfest, weil ihre Kristalle auf nanoskopischer Ebene ausgeklügelt strukturiert sind. </small></td> </table> Die Max-Planck-Forschern in Golm bei Potsdam haben herausgefunden: Sobald Kalzium- und Karbonat-Ionen in einer Lösung aufeinandertreffen, bilden sie stabile Nanocluster aus rund 70 Kalzium- und Karbonat-Ionen - und zwar auch in sehr weichem Wasser, einer verdünnten Lösung also, aus der sich normalerweise kein Kalk abscheidet. Steigt die Konzentration des gelösten Kalziumkarbonats, schließen sich die Cluster zusammen, und das Mineral kristallisiert. <b>Ordnung im frühen Stadium.</b> "In welcher seiner 3 wasserfreien Kristallstrukturen Kalziumkarbonat kristallisiert, entscheidet sich anscheinend bereits, wenn sich die Cluster bilden", sagt Helmut Cölfen, der die Arbeiten leitete: "Wir haben zudem beobachtet, dass die Kristallstruktur vom pH-Wert abhängt." Unter schwächer basischen Bedingungen bildet Kalziumkarbonat demnach Kalcit, seine stabilste kristalline Struktur. In stärker basischem Milieu entsteht dagegen Vaterit, eine nicht stabile kristalline Struktur. "Unsere Ergebnisse legen nahe, dass der pH-Wert bereits beeinflusst, wie sich die Ionen in den gerade mal 2 Nanometer großen Clustern aneinanderlagern", erklärt Denis Gebauer, der an den Arbeiten maßgeblich beteiligt war. In diesem Stadium bilden sie zwar noch keine regelmäßige Kristallstrukturen, aber wahrscheinlich ist die Ordnung des Kristalls dann bereits ansatzweise zu erkennen. Wenn die Cluster sich dann zu immer größeren Aggregaten zusammenlagern, kann diese Ordnung erhalten bleiben. So bildet sich zunächst eine amorphe Übergangsform, das heißt ein nicht-kristalliner Feststoff, der sich in einen Kristall umwandelt. <b>Lebewesen können besser eingreifen.</b> Läuft die Kristallisation tatsächlich so ab, wäre leichter nachzuvollziehen, wie etwa die Muschel ihre Schale baut oder ein Seeigel seine Stacheln formt. Da schon die winzigen Cluster, mit denen die Kristallisation startet, stabil sind, bräuchten Lebewesen nur in diesem frühen Stadium einzugreifen, um die Struktur zu beeinflussen. Dazu könnten sie etwa den pH-Wert oder Biomoleküle nutzen. Die bisher geltende Theorie der Kristallisation lässt dagegen kaum Spielraum in einem frühen Stadium zu beeinflussen, wie sich die Ionen in dem regelmäßigen Kristallgitter anordnen. Sie geht davon aus, dass sich die Ionen erst oberhalb einer bestimmten Konzentration zu Clustern zusammenballen. Erreichen diese Cluster nicht eine Mindestgröße, zerfallen sie wieder. Erst wenn sie die Größe des sogenannten kritischen Kristallkeims überschreiten, kann dieser Keim zu einem Kristall wachsen. Die Kristallstruktur ließe sich damit frühestens im kritischen Keim beeinflussen. Ob auch andere Mineralien nach diesem Muster kristallisieren, haben die Forscher an Kalziumphosphat und Kalziumoxalat geprüft. Ersteres ist der Hauptbestandteil von Knochen und Zähnen, aus letzterem bestehen Nierensteine. Mit den Mineralien machten sie denselben Test wie mit Kalziumkarbonat. Tropfenweise fügten sie eine Lösung, die Kalzium-Ionen enthielt, zu einer Lösung mit dem jeweils anderen Bestandteil, also Karbonat-, Phosphat- oder Oxalat-Ionen. Mithilfe einer speziellen Elektrode haben sie dabei gemessen, wie viele der zugegebenen Kalzium-Ionen sich in der Lösung befinden. Tatsächlich standen auch in den Experimenten mit Kalziumphosphat und -oxalat viel weniger Ionen zur Verfügung als die Forscher zugetropft hatten - sie müssen daher wie beim Kalziumkarbonat in Clustern gebunden sein. <b>Konsequenzen für die Technik.</b> Der neu vorgeschlagene Mechanismus der Kristallisation hat auch technische Konsequenzen: "Die stabilen Cluster bieten einen neuen Angriffspunkt, um Kalkablagerungen in Wasch- und Spülmaschinen, aber auch in der Industrie zu verhindern", sagt Helmut Cölfen. Dieses Problem verursacht in den Industrieländern jährlich Schäden von rund 50 Mrd $. Herkömmliche Entkalker fischen zum einen Kalzium-Ionen aus dem Wasser, zum anderen binden sie die ausgefällten, winzigen Kristalle und verhindern deren Wachstum. Nun können neuartige Entkalker entwickelt werden, die verhindern, dass sich die Nanocluster zu größeren Strukturen zusammenfinden. <small> Science, 19. Dezember 2008 </small> Kalk kristallisiert anders als bisher gedacht

RA im Frühstadium: MabThera hemmt Gelenkzerstörung

Life Sciences
19.12.08   von  
Der Roche-Antikörper <a href=http://www.mabthera-ra.com>MabThera</a> (Rituximab) kann bei Patienten mit rheumatoider Arthritis (RA) im Frühstadium, die nicht mit Methotrexat (MTX) - der aktuellen Standardbehandlung der RA - vorbehandelt wurden, die strukturelle Gelenkschädigung signifikant hemmen. <table> <td><% image name="Rituximab_CD20" %></td> <td align="right"> Die Phase-III-Studie IMAGE hat gezeigt, dass sich das Fortschreiten der Gelenkschädigung 1 Jahr nach Erstbehandlung mit MabThera in Kombination mit MTX verlangsamt hat - verglichen mit der Erstbehandlung mit MTX allein. Die Studie an zuvor nicht mit MTX behandelten 755 RA-Patienten untersuchte MabThera-Infusionen in der zugelassenen Dosis von 1.000 mg und in der Dosis von 500 mg in Kombination mit MTX. </td> </table><p> <small> Rituximab bindet gezielt an das Molekül CD20 auf der Oberfläche von B-Zellen - und zieht diese dadurch aus dem Verkehr. </small> Die Patienten in den beiden MabThera-Dosisgruppen wurden mit Patienten verglichen, die nur MTX erhielten. Nur die derzeit zugelassene Standarddosis von 1.000 mg MabThera war in der Lage, die strukturelle Gelenkschädigung signifikant zu hemmen. Die Schädigung der Gelenkstruktur führt letztendlich zu Gelenkdeformitäten und zum Verlust der Beweglichkeit. Deshalb ist die Verhinderung von strukturellen Gelenkschädigungen, insbesondere im Frühstadium der Krankheit, ein Hauptziel der Behandlung bei RA. Die Studie zeigte auch, dass beide Dosen von MabThera in Kombination mit MTX die Zeichen und Symptome der RA (ACR-Scores) besser linderten als MTX allein. Die Linderung der behindernden Symptome der Krankheit ist ein weiteres wichtiges Ziel der RA-Therapie. MabThera ist das einzige verfügbare selektive B-Zell-Therapeutikum für die Behandlung der RA. Es hat bereits einen signifikanten klinischen und radiologischen Nutzen gezeigt, wenn es in späteren Stadien der RA-Behandlung angewendet wird. Zurzeit ist es für Patienten mit schwerer Erkrankung zugelassen, die auf eine oder mehrere Therapien mit einem Hemmstoff des Tumornekrosefaktors (TNF) unzureichend angesprochen oder die Behandlung nicht vertragen haben. Roche plant, die IMAGE-Daten zusammen mit Daten von 2 weiteren Studien 2009 bei den europäischen Gesundheitsbehörden einzureichen, um das derzeitige Anwendungsgebiet für MabThera zu erweitern. RA im Frühstadium: MabThera hemmt Gelenkzerstörung

AE&E liefert Kessel für Gaskraftwerk Krasnodar

Chemie
18.12.08   von  
Mit dem Auftrag zur Lieferung eines Abhitzekessels für das Gaskombikraftwerk Krasnodar nahe des Schwarzen Meeres ist der <a href=http://www.aee-group.com>AE&E</a> der Einstieg in den russischen Kraftwerksmarkt gelungen. Die tschechische Tochter AE&E CZ s.r.o. erhielt den Auftrag in der Höhe von rund 7,5 Mio € von der EM Alliance (Energomachinostroitelny Alliance). AE&E liefert Kessel für Gaskraftwerk Krasnodar <table> <td><% image name="AEE_Logo_klein" %></td> <td align="right"> "Russland wird in den kommenden Jahren zu den Wachstumsmärkten der Energietechnik zählen. Erst Mitte 2008 wurde die Stromerzeugung privatisiert und in den nächsten 3 Jahren sind Investitionen von umgerechnet rund 70 Mrd € in Russlands Energiewirtschaft geplant. Um so wichtiger ist nun dieses Referenzprojekt, das der AE&E aufgrund ausgezeichneter Kundenbeziehungen weitere Türen in diesem Markt öffnen wird", kommentiert Georg Gasteiger, Sprecher der Geschäftsführung der AE&E. </td> </table> Der Auftrag für das 450-MW-Gaskraftwerk umfasst Engineering und Lieferung von Kernkomponenten sowie Serviceleistungen für die Überwachung von Montage und Inbetriebnahme des ersten Abhitzkessels dieser Größe für Kraftwerksanwendungen am russischen Markt. Im Kraftwerk wird Wärme über eine 303-MW-Gasturbine, die von Mitsubishi Heavy Industries geliefert wird, erzeugt. Durch die AE&E-Abhitzekesseltechnologie wird die sonst verlorene Abwärme der Gasturbine genutzt und ermöglicht hoch effiziente Energiegewinnung mit gleichzeitig minimaler Umweltbelastung. Die Lieferung des Abhitzekessels ist für März 2010 geplant, die Inbetriebnahme soll im August 2011 erfolgen.

BASF produziert mehr niedermolekulares Polyisobuten

Chemie
18.12.08   von  
Die <a href=http://www.veredlungschemikalien.basf.de>BASF</a> erweitert ihre Produktion von niedermolekularem, hochreaktivem Polyisobuten (HR PIB). Bis 2010 wird das Unternehmen seine Kapazität um 25.000 t/Jahr ausbauen. <% image name="BASF_Ludwigshafen1" %><p> Bei dem als Glissopal vertriebenen Polymer handelt es sich um ein Vorprodukt, das zur Herstellung von Kraft- und Schmierstoffadditiven dient. Die Kapazitätserhöhung erfolgt innerhalb des lokalen Verbundes am Standort Ludwigshafen. "Dadurch verbessern wir unsere Effizienz und stärken das globale Geschäft mit Kraftstoffadditiven und Vorprodukten für Schmierstoffadditive. Darüber hinaus stellen wir dem Markt nennenswert höhere Mengen an HR PIB zur Verfügung", so Hans W. Reiners, Leiter des Unternehmensbereichs Veredlungschemikalien der BASF. <a href=http://chemiereport.at/chemiereport/stories/6623>Bereits im März</a> steigerte die BASF am belgischen Standort Antwerpen die Kapazität für Glissopal um 25.000 Jahrestonnen. <table> <td width="110"></td><td><small> Die BASF produziert Polyisobuten in 4 Anlagen in Ludwigshafen (im Bild) und Antwerpen und stellt sowohl niedermolekulares (Glissopal) als auch mittel- und hochmolekulares Polyisobuten (Oppanol) her. Alle 3 Produktreihen spielen eine bedeutende Rolle in einer Vielzahl von Anwendungen. Die Palette reicht von Vorprodukten für Kraftstoff- und Schmieröladditive, industriellen Schmierstoffen und Ölen, Klebstoffen, Dichtmitteln bis hin zu Kaugummirohstoffen. </small></td> </table> BASF produziert mehr niedermolekulares Polyisobuten