Prozessor einfach erklärt

Chemie, Computertechnologie

Der Siegeszug der Computertechnologie, speziell die Entwicklung von Personalcomputern, eröffnet auch der chemischen Forschung neue, bisher ungeahnte Möglichkeiten. Die Leistungsfähigkeit vieler Analyseverfahren wird erheblich verbessert, sodass u. a. in der Dopinganalytik und in der Kriminaltechnik (genetischer Fingerabdruck) beachtliche Erfolge er...

Aus dem Inhalt:

[...] den Pentium-Prozessor auf den Markt Aufgrund der Fortschritte bei der Herstellung der Halbleiterbauelemente und der Mikroelektronik hatte der Pentium-Processor eine wesentliche größere Leistungsfähigkeit als sein Vorgänger 486. Im hessischen Griesheim kam es am 22.02.1993 zu einem Unfall bei der Produktion von Nitroanisol, in dessen Folge eine Gaswolke aus organischen Chemikalien abgeblasen werden muss. Diese Gaswolke kontaminierte eine Fläche von ca. 30 ha, darunter besiedelte Gebiete und den Main. Menschen kamen nicht zu Schaden. 1994 Auf der Umweltkonferenz in Oslo verpflichteten sich 32 europäische Staaten und Kanada, die Schwefeldioxid-Emission bis 2010 um 80 % gegenüber 1980 zu verringern. Deutschland verpflichtete sich sogar, den Schwefeldioxid-Ausstoß bis 2005 um 87 % zu reduzieren. Die Vereinbarungen waren völkerrechtlich bindend. 1995 In den USA wurde ein Antimykotikum aus Deutschland getestet, bestand aber nicht die Prüfungen als Fungizid. Dafür bemerkte man, dass die Verbindung Epothilon eine ausgezeichnete Tumor hemmende Wirkung hat. Sofort begann man mit der Synthese des Naturstoffs und klinischen Studien zur Wirkung des Medikaments. Die Forschungen bis zur Zulassung des gegen Krebserkrankungen wirksamen Medikaments dauerten ca. 10 Jahre. Als die Ölplattform Brent Spar im Meer versenkt werden sollte, wurde dies durch die Besetzung der Plattform durch Greenpeace -Aktivisten verhindert. Die Umweltorganisation behauptete, dass sich an Bord der Brent Spar 130 Tonnen Giftmüll, darunter Schwermetalle und radioaktiver Abfall, befinden. Außerdem wurden bis zu 5 000 Tonnen Öl und andere Abfälle auf der Brent Spar vermutet. Daraufhin entschied sich Shell, die Ölplattform an Land zu entsorgen. Eine unabhängige Untersuchung ergab, dass die tatsächliche Menge an Abfällen deutlich geringer gewesen war als angenommen. Die Masse des angeblichen Giftschlamms betrug nur 152 Kilogramm, sodass Greenpeace einen bedeutenden Imageverlust erlitt. 1996 Unter Mitarbeit von insgesamt 600 Wissenschaftlern gelang es, die vollständige Sequenz eines Hefegenoms zu entziffern. Dazu musste die ungeheure Menge von 6 000 Genen (13 Millionen Basenpaare) identifiziert werden. 1997 Den Medien wurde am 23. Februar das geklonte Schaf „Dolly“ vorgestellt. Damit ist das Klonen erstmals bei einem Säugetier ausgeführt worden. „Vater“ dieses Schafs ist der schottische Wissenschaftler IAN WILMUT. Von der IUPAC wurden im September in Genf Namen für die Elemente mit den Ordnungszahlen 102 bis 109 festgelegt. Das Element 110 erhielt 2003 den Namen Darmstadtium , benannt nach der Stadt, in der die Gesellschaft für Schwerionenforschung ihren Sitz hat. Hier wurden die Elemente 107 bis 112 in den Gruppen um PETER ARMBRUSTER, GOTTFRIED MÜNZENBERG und SIGURD HOFMANN erzeugt und nachgewiesen. Am 11.12.1997 wurde das Kyoto-Protokoll der Klimaschutz-Konvention unterzeichnet, das rechtsverbindliche Verpflichtungen zur Verringerung klimarelevanter Schadstoffemissionen durch die Industrieländer enthielt. Die Vereinbarungen betrafen direkte Klimaschutzmaßnahmen durch Nutzung erneuerbarer Energien, effizientere Energienutzung durch die Industrie und Wiederaufforstung von Wäldern zur Bindung von Kohlenstoffdioxid. Das Protokoll wurde inzwischen von fast allen Industrieländern ratifiziert. 1998 Die BASF brachte ein neues biologisch abbaubares Polymer unter dem Namen Ecoflex heraus. Es kann mit den herkömmlichen Technologien (Extrudieren, Folienblasen usw.) verarbeitet und bedruckt werden und ist sogar als Folie für Lebensmittel zugelassen. Das Polyester wird zwar synthetisch hergestellt, die Esterbindung ist aber durch Mikroorganismen spaltbar und die Spaltprodukte werden vollständig zu natürlichen Stoffwechselprodukten umgesetzt. 1999 Unter Leitung von des Briten IAN DUNHAM gelang es einem Team von 120 Wissenschaftlern erstmals das menschliche Chromosom 22 komplett zu entschlüsseln. Die Nucleotidsequenz enthält 33,4 Millionen Basenpaare! Am 08.06.1999 kam es in Wuppertal durch die Verwechslung zweier Chemikalien zur Explosion eines Lösungsmitteltanks. Ca. 100 Menschen wurden verletzt und Sachschaden in Millionenhöhe entstand. Dieser Unfall weist darauf hin, dass trotz strengster Sicherheitsvorkehrungen durch menschliches Versagen die Gefahr von Chemieunfällen nicht vollständig gebannt werden kann. Weltweit lieferten 436 Atomkraftwerke Strom. Frankreich deckte 75 % seines Strombedarfs aus Atomkraft, Litauen 73 %, Belgien 58 %, Bulgarien, die Slovakei und Schweden zu 47 %, Deutschland 34 %. Aufgrund der mit der Endlagerung von radioaktivem Müll verbundenen ökologischen Probleme wurde in Deutschland der Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Für die 19 in Betrieb befindlichen Reaktorblöcke wurden Restlaufzeiten vereinbart. Danach sollen bis etwa 2020 alle Atomkraftwerke in Deutschland vom Netz gehen. Mit dem Lupo 3L brachte Volkswagen in kleinen Stückzahlen das erste 3-Liter-Auto auf den Markt. Die Sparsamkeit im Benzinverbrauch hat allerdings ihren Preis: Der Lupo kostet 12 000 €. Den Beweis für die technische Machbarkeit eines 3-Liter-Autos hatte Greenpeace bereits 1996 erbracht. In Demmin (Mecklenburg-Vorpommern) wurde ein Holz-Kraftwerk in Betrieb genommen. Es ist das Erste seiner Art in Deutschland, das Holzbrennstoffe mit hohem Wirkungsgrad und hohen Umweltstandards nutzt. Erzeugt wird bei einer Wärme-Kraft-Kopplung eine elektrische Leistung von 5 MW und eine thermische Leistung von 13 MW. Dafür sind pro Jahr 50 000 t Holzbrennstoff erforderlich. Ein japanischer Maglev-Schwebezug mit supraleitenden YBaCuO-Magneten im Fahrzeug und Permanentmagneten in der Spur stellte am 14. April 1999 mit 552 km/h einen neuen Geschwindigkeitsweltrekord auf. Bis 2005 sollte eine Hochgeschwindigkeitsverbindung zwischen Osaka und Tokyo aufgebaut werden und so die Hochtemperatursupraleiter praktisch nutzbar werden. Greenpeace gründete die Genossenschaft Greenpeace Energy, die 2004 bereits ca. 11 000 Mitglieder hatte. Die Genossenschaftsform macht Greenpeace Energy unabhängig von Banken. Greenpeace Energy verkauft Strom aus regenerativen Stromquellen an etwa 21 000 Kunden. 2000 Am Kernforschungszentrum Dubna in Russland wurde das schwerste heute bekannte Element (Massenzahl 116) durch Beschuss von Curium-248 mit Calcium-48-Kernen erzeugt. Das Isotop ist deutlich kurzlebiger als das Element-114, das bereits 1999 entdeckt wurde und über 30 Sekunden existiert haben soll. Am 19. Juni ging in Berlin-Treptow die erste Brennstoffzellenanlage Europas und die weltweit zweite Anlage dieser Art in Betrieb. Die 250-kW-Anlage ist am Bewag-Heizkraftwerk Treptow installiert. Für die Strom- und Wärmeerzeugung wurden Erdgas und Wasserstoff genutzt. Der benötigte Wasserstoff wird mithilfe einer Solaranlage durch Elektrolyse erzeugt. Einem Team von Naturwissenschaftlern gelang die erste Entzifferung eines Pflanzengenoms. Die Ackerschmalwand-Pflanze hat fünf Chromosomen mit 25 000 Genen. 2001 Am 23.03.2001 verglühte bei dem geplanten Absturz der größte Teil der 135 t schweren russischen Weltraumstation „Mir“ in der Atmosphäre. Für die „Mir“ kann eine erstaunliche Bilanz gezogen werden: Sie war für eine Betriebszeit von etwa 5 Jahren ausgelegt, erreichte aber ein Lebensalter von über 15 Jahren. Dabei umkreiste sie ca. 86 330 Mal die Erde und legte eine Flugstrecke von 3,2 Milliarden Kilometer zurück. An Bord arbeiteten 107 Menschen aus 14 Ländern. 240 wissenschaftliche und technische Geräte aus 27 Ländern mit einer Gesamtmasse von 11,5 t wurden an Bord installiert. Es fanden 16 500 Experimente statt. 600 neue technologische Verfahren wurden unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit erprobt. 2002 Bei der Winter-Olympiade in Salt Lake City (USA) wurden den Skilangläufern JOHANN MÜHLEGG (Spanien), LARISSA LASUTINA und OLGA DANILOWA (beide Russland) die Goldmedaillen aberkannt. Im Urintest konnte erstmals mit neuen chemischen Analysenmethoden der verbotene Wirkstoff Darbepoetin nachgewiesen werden. Darbepoetin ähnelt in seiner Wirkungsweise dem Blutdopingmittel EPO. Mit einer Ariane-5-Rakete wurde der europäische Umweltsatellit Eivisat auf eine Erdumlaufbahn in 800 km Höhe gebracht. Der 8 t schwere und 2,3 Mrd. Euro teure Satellit der europäischen Raumfahrtagentur ESA soll Umweltdaten erfassen. Zehn Jahre nach der Konferenz von Rio de Janeiro fand ein Weltgipfel für nachhaltige Entwicklung in Johannesburg/Südafrika statt. Die Ergebnisse sind eher enttäuschend, da die USA als der weltgrößte Umweltverschmutzer fast alle konkreten Vorhaben blockierten und aus wirtschaftlichen Gründen das Kyoto-Protokoll nicht ratifizieren wollten. Der im Oktober 2001 gestartete US-amerikanische Satellit „Mars Odyssee 2001“ lieferte die ersten Bilder aus einer Marsumlaufbahn. Sie belegen die Existenz von Eis auf dem Mars. Die Sonde soll auch künftige Missionen vorbereiten helfen. In Shanghai (China) wurde der Probebetrieb einer 31 km langen Strecke der in Deutschland entwickelten Magnetschnellbahn „Transrapid“ in Betrieb genommen. Die Strecke zwischen Stadtzentrum und Flughafen wird in 7 min 40 s zurückgelegt. Die Höchstgeschwindigkeit des Transrapid liegt bei 430 km/h. 2003 Beim Landeanflug auf die Erde und etwa 15 Minuten vor der geplanten Ladung brach die US-amerikanische Raumfähre „Columbia“ in etwa 60 km Höhe über Texas auseinander. Dabei fanden sieben Astronauten den Tod. Das war das zweite schwere Unglück mit einer wieder verwendbaren Raumfähre. 1986 war die Raumfähre „Challenger“ 73 Sekunden nach dem Start in 17 km Höhe explodiert. Auch damals starben alle sieben Besatzungsmitglieder. In Hemau bei Regensburg ging der größte Solarpark der Welt ans Netz. 40 Fotovoltaik-Anlagen mit insgesamt 32 740 Solarmodulen und einer Gesamtfläche von 170 000 Quadratmetern liefern eine Spitzenleistung von 4 MW. Mit der Entdeckung der instabilen und sehr kurzlebigen Elemente 113 und 115 im Kernforschungszentrum Dubna sind bis heute insgesamt 116 Elemente bekannt. Nach 15 Jahren Forschungsarbeit unter Mitarbeit von mehreren hundert Wissenschaftlern aus 18 Ländern konnte das menschliche Genom mithilfe modernster Analysenmethoden zu mehr als 99% entziffert werden. Es enthält 3,5 Mrd. Basen und gewährt wichtige Einblicke in die Entwicklung der Menschheit. Forscher hoffen, dass das Verständnis des Codes, dessen Alphabet nun vorliegt, beispielsweise Aufschluss über Krankheitsursachen geben kann. 2004 Insgesamt 23 Athleten wurden während der Sommer-Olympiade in Athen 2004 des Dopings überführt. Die Palette reicht von anabolen Steroiden (Clenbuterol, Stanozolol) über harntreibende Diuretika bis zum bekannten EPO. Spektakuläre Dopingfälle waren die der Olympiasieger im Kugelstoßen der Frauen (I. KORSCHANENKO, Russland) und im Hammerwerfen sowie Diskuswerfen der Männer (A. ANNUS und R. FAZEKAS, beide Ungarn). Die Berliner Verkehrsbetriebe nahmen den ersten mit gasförmigem auf 350 bar komprimiertem Wasserstoff betriebenen Linienbus in Betrieb. Er arbeitet mit einem umweltfreundlichen Wasserstoffverbrennungsmotor und erfüllt alle erforderlichen Sicherheitsstandards. Auch Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb waren bei verschiedenen Firmen in der Erprobungsphase. Auf der Umweltkonferenz „Renewables 2004“ in Bonn wurden von 154 teilnehmenden Staaten 165 freiwillige Aktionen und Verpflichtungen zur Aufnahme in das verabschiedete Aktionsprogramm eingereicht. Besonders ambitionierte Ziele erklärten u. a. China und die Philippinen. So plant China, den Anteil erneuerbarer Energien (Wasserkraft, Windkraft, Fotovoltaik) im Stromsektor bis 2010 auf zehn Prozent auszubauen. Die Philippinen wollen bis 2013 den Anteil der erneuerbaren Energien – vor allem durch Nutzung von Erdwärme und Windenergie – verdoppeln. Die Bundesregierung wird von 2005 an für fünf Jahre jeweils 500 Millionen Euro für Energieeffizienz und den Ausbau der erneuerbaren Energien bereitstellen. Als eines der letzten großen Industrieländer ratifizierte Russland im Oktober das Kyoto-Protokoll der Klimaschutz-Konvention, welches am 11.12.1997 als rechtsverbindliche Verpflichtungen zur Verringerung klimarelevanter Schadstoffemissionen durch die Industrieländer unterschrieben wurde. Dadurch kann das Protokoll auch ohne die Beteiligung der USA in die Praxis umgesetzt werden. 2005 Partikel mit Abmessungen im Nanometer-Bereich weisen gegenüber größeren oft ungewöhnliche Stoffeigenschaften auf. Daher hält die Nanotechnologie auf breiter Front Einzug in unseren Alltag: Sonnencremes enthalten Nanopartikel aus Metalloxiden als wirksame UV-Filter. Nanobeschichtete Kochtöpfe und Kuchenbleche sind nicht nur besonders kratzfest, sondern wasser- und schmutzabweisend, sodass sie sich leichter reinigen lassen. Auch der Automobilbau profitiert von der Nanotechnologie: Durch nanobeschichtete Teile sinkt der Motorenverschleiß, lassen sich wärmeabweisende Scheiben, getönte Spiegel und besonders kratzfeste Lacke herstellen. Am 1.Januar 2005 trat die neue Feinstaubrichtlinie der EU in Kraft. In vielen deutschen Städten wurde der darin festgelegte Tagesmittelwert von 50 µg Feinstaub pro Kubikmeter Luft an weit mehr als 35 Tagen im Jahr überschritten. Das Thema wird u. a. wegen der Gesundheitsrisiken durch Feinstaub sehr kontrovers diskutiert. Wissenschaftliche Studien belegen jedoch, dass der Hauptanteil des Feinstaubs nicht aus dem Kraftverkehr, sondern teilweise sogar aus natürlichen und auch aus weit entfernten Quellen stammt. An der Strombörse in Leipzig begann der Handel mit Emissionsrechten für Kohlenstoffdioxid. Durch den Kauf von Emissionszertifikaten erwerben Energieerzeuger und andere Firmen das Recht eine bestimmte Menge an Kohlenstoffdioxid freizusetzen. Bei Überschreitung dieser Menge werden empfindliche Strafen fällig. Bei der Weltklimakonferenz der UN in Montreal wurden neue Grenzwerte für die weltweiten Treibhausgasemissionen ausgehandelt. Die USA akzeptierten zwar das Ergebnis, ratifizierten das Kyoto-Protokoll jedoch weiterhin nicht. Am 11. Dezember 2005 explodierten nördlich von London über 100 000 Tonnen Treibstoff. Die Druckwelle der Explosionen war noch in 150 km Entfernung wahrnehmbar. Bei dem Unglück wurden 43 Menschen verletzt und viele Tausend Tonnen Treibhausgase und Feinstaub in die Atmosphäre freigesetzt. 2006 Die Tour de France wurde von einem neuen Dopingskandal erschüttert. Einen Tag vor Beginn der Großen Schleife veröffentlichten spanische Behörden eine Liste mit 58 Dopingverdächtigen, darunter die Tourfavoriten, wie Jan Ullrich und Ivan Basso. Diese Fahrer durften nicht bei der Tour starten. Trotzdem wird weiter gedopt. Beim eigentlichen Sieger Floyd Landis wiesen die Analytiker nach, dass er seinen Sieg durch Testosterondoping erschwindelt hatte. Daraufhin wurde Landis der Titel im Nachhinein aberkannt. 2007 Auch bei der Tour de France 2007 war Doping das beherrschende Thema. Aufgrund der leistungsfähigen analytischen Methoden wurden eine Reihe von Spitzenfahrern des Dopings überführt. Fernsehsender brachen ihre Übertragungen ab und viele Sponsoren stellten die Unterstützung ein. Im Dezember erhielten nach langer Zeit wieder einmal zwei deutsche Forscher die Nobelpreise für Chemie ( G. Ertl ) und Physik ( Peter Grünberg ). Der Chemieprofessor ERTL wurde für seine Forschungen in der heterogenen Katalyse geehrt. Er hatte u. a. den Mechanismus der Ammoniaksynthese aufgeklärt und bahnbrechende Methoden zur Untersuchung von Gasreaktionen an Festkörperoberflächen entwickelt. Der Physiker GRÜNBERG erhielt die Anerkennung für seine Forschungen zum GMR-Effekt (Riesenmagnetowiderstand; engl. giant magnetoresistance ). Auf der UN-Klimakonferenz auf Bali wurde nach zähen Verhandlungen ein Fahrplan für die Nachfolge des 2012 auslaufenden Kyoto-Abkommens erstellt. Allerdings konnte aufgrund der Haltung der USA keine konkreten Zahlen, sondern nur Richtwerte für die Reduktion der Emissionen von Treibhausgasen vereinbart werden. Ebenfalls freiwillig bleibt der Schutz der Tropenwälder, der in den Ländern der dritten Welt mithilfe der reichen Industrienationen erfolgen und zur Verringerung der Erderwärmung beitragen soll. 2008 Mehrere deutsche Großstädte wie Köln, Hannover und Berlin führten zu Jahresbeginn Umweltzonen ein, um die Feinstaubbelastung der Luft zu verringern. Obwohl der Effekt außerordentlich umstritten ist, da Dieselfahrzeuge für weniger als ein Fünftel des Feinstaubs in Großstädten verantwortlich sind, wollen weitere Städte bis 2010 folgen. In Schwarze Pumpe ging die erste Pilotanlage für ein „emissionsfreies Kohlekraftwerk“ in Betrieb. Hier wird Kohle in einem Gemisch von Sauerstoff und im Kreislauf gefahrenen Kohlenstoffdioxid verbrannt. Das bei der Verbrennung entstandene Kohlenstoffdioxid wird verflüssigt und soll in dieser Form in mehreren tausend Metern Tiefe in unterirdischen Salzwasserschichten oder ausgebeuteten Erdgaslagerstätten verbracht werden. Das Projekt ist umstritten, da zukünftig riesige Lagerkapazitäten für Kohlenstoffdioxid erforderlich wären und auch das ganze Verfahren sehr kostenintensiv ist und den Wirkungsgrad des Kraftwerks deutlich herabsetzt. 2009 Bei der 15. UN-Klimakonferenz diskutierten die Teilnehmerstaaten über neue rechtsverbindliche Regeln zum Klimaschutz für die Zukunft. Aufgrund der unterschiedlichen Interessen der Entwicklungsländer und der Industriestaaten sowie der Differenzen zwischen den USA und China einigten sich die Delegierten jedoch nur auf ein völkerrechtlich unverbindliches Kompromisspapier. In diesem von allen Teilnehmern unterzeichneten diplomatischen Minimalkonsens wird zwar das Ziel formuliert, die Erderwärmung auf maximal 2 °C zu begrenzen, ohne jedoch irgendwelche konkreten Maßnahmen und Vorgaben dazu zu beschließen. Holz-Kraftwerk Fotovoltaik-Anlagen bleifreies Benzin Tschernobyl Pentium-Prozessor Computertechnologie Copolyester Chemieunfällen Wasserstoffverbrennungsmotor Ecoflex Ammoniaksynthese Dopingmittel Schwefeldioxid-Emission Geschichte moderne Chemie Tenside. Brennstoffzellenanlage HIV Fluorchlorkohlenwasserstoffen Fullerene Umweltsatellit Eivisat Chemie Ölplattform Brent Spar Nanotechnologie das menschliche Genom Gentherapie Ozonloch Darmstadtium Kernfusion Nomenklatur Aufklärung der Nucleotidsequenz Aids Supraleiter Human-Insulin Neutronenbombe World Wide Web Dioxin Rastertunnelmikroskopie Stand: 2010 Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung. [...]

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