Klaus Rudolfs Blog

Die Leistungsfähigkeit großer Sprachmodelle (Large Language Models, LLMs) in der Chemie hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. LLMs sind KI-Systeme, die auf riesigen Textmengen trainiert werden und dadurch Sprache, Wissen und Zusammenhänge erfassen und wiedergeben können. Bekannte Beispiele sind ChatGPT oder Claude. Eine im Mai 2025 im renommierten Fachjournal Nature Chemistry veröffentlichte Studie ( LINK ) gibt nun erstmals einen umfassenden Einblick, wie gut diese Systeme tatsächlich in der Lage sind, chemisches Wissen nicht nur zu reproduzieren, sondern auch wissenschaftlich anzuwenden und zu interpretieren. Dafür entwickelte ein internationales Forschungsteam die Benchmark-Plattform  ChemBench , die über 2.700 realitätsnahe Aufgaben aus allen Bereichen der Chemie umfasst. Ziel war es, die Leistungsfähigkeit und Denkweise moderner KI-Modelle im direkten Vergleich mit menschlichen Chemikern zu untersuchen. KI-Modelle übertreffen Expertenwissen – wenn auch mit Einschränk...

Der Chemie-Nobelpreis 2025 geht an Susumu Kitagawa, Richard Robson und Omar M. Yaghi – sie haben mit den Metall-Organischen Gerüsten (Metal–Organic Frameworks, MOFs) eine völlig neue Klasse von Materialien geschaffen. MOFs sind künstlich aufgebaute „molekulare Architekturen“ mit außergewöhnlich hoher Porosität – ein Gramm davon kann eine innere Oberfläche größer als ein Fußballfeld besitzen. Diese enorme Fläche entsteht durch Milliarden winziger Hohlräume, deren Größe, Form und chemische Eigenschaften sich präzise steuern lassen. Man kann sich MOFs wie hochgeordnete Schwämme vorstellen, aufgebaut aus metallischen Knotenpunkten und organischen Verbindungsstücken. Ihre Poren lassen sich gezielt so gestalten, dass sie Moleküle aufnehmen, speichern oder freisetzen können – ein ideales Werkzeug für Chemiker, die Stoffe selektiv binden oder umwandeln möchten. Von Berliner Blau zur retikulären Chemie Ein frühes Beispiel solcher Netzwerkstrukturen war das Pigment Berliner Blau, das bereits im ...

Molekularer Stickstoff (N₂) ist unter Normalbedingungen extrem stabil. Er macht rund 78% der Erdatmosphäre aus und gilt als chemisch weitgehend inert – eine Folge seiner kurzen, dreifach-gebundenen Zweierstruktur mit sehr hoher Bindungsenergie. Die Vorstellung, größere rein stickstoffhaltige Moleküle – sogenannte Polystickstoff-Verbindungen – synthetisch herzustellen, begleitet die anorganische Chemie seit Jahrzehnten. Solche Moleküle wären potenziell hochexplosiv, da ihr Zerfall ausschließlich zu N₂ führen und dabei sehr viel Energie freisetzen würde. Lange war die Existenz neutraler Stickstoffmoleküle mit mehr als zwei Atomen nur theoretisch vorhergesagt – zu instabil, zu schwer handhabbar. Nun ist einem Forschungsteam der Justus-Liebig-Universität Gießen erstmals der Nachweis und die Isolierung von Hexastickstoff (N₆) gelungen – ein lineares Molekül aus sechs Stickstoffatomen ( LINK ). Damit wurde ein seit Langem verfolgtes Ziel erreicht – und das öffnet neue Türen in der Stickstoff...

Gold fasziniert die Menschheit seit Jahrtausenden – als Symbol für Reichtum, Macht und ewige Liebe. Ob Ring, Kette oder Armband: Reines Gold ist selten, im Schmuck steckt meist eine Legierung aus Gold und anderen Metallen. Doch was macht Gold so besonders, warum gibt es verschiedene Goldfarben, und worauf solltest du beim Kauf achten? Die Faszination Gold: Geschichte und Eigenschaften Schon vor über 6.000 Jahren wurde Gold verarbeitet, wie Funde aus Warna (Bulgarien) zeigen. Gold kommt in der Natur oft in reiner, gediegener Form vor und musste nicht wie andere Metalle mühsam aus Erzen gewonnen werden. Seine unverwechselbare gelbe Farbe und die Beständigkeit gegen Luft, Wasser und viele Chemikalien machten es zum Symbol für Unvergänglichkeit und göttliche Macht. Gold oxidiert nicht, läuft nicht an und behält seinen Glanz – Schmuckstücke aus dem alten Ägypten glänzen noch heute. Chemie und Werkstoffkunde: Was macht Gold einzigartig? Gold (Symbol: Au, Ordnungszahl 79) gehört zu den Edelme...

Die Küchenzwiebel (Allium cepa) ist weltweit verbreitet und wird seit Jahrtausenden kultiviert. Vermutlich stammt sie ursprünglich aus Zentralasien. In der Küche gilt sie als unverzichtbarer Allrounder – doch auch aus chemischer Sicht ist sie außerordentlich interessant. Dieser Artikel beleuchtet die chemischen Prozesse, die beim Schneiden einer Zwiebel Tränen hervorrufen, stellt ihre bioaktiven Inhaltsstoffe vor und erklärt, wie sie zur Förderung der Gesundheit beitragen kann. Chemisches Nährstoffprofil: Was steckt in der Zwiebel? Etwa 60 % der Trockensubstanz der Zwiebel besteht aus Kohlenhydraten, hauptsächlich in Form von Fructanen (auch Fructosane genannt). Anders als viele andere Pflanzen speichert die Zwiebel keine Stärke. Die Fructane wirken osmotisch weniger aktiv, verbessern die Wasserregulation und erhöhen die Stresstoleranz gegenüber Trockenheit und Kälte. Zudem lassen sie sich schnell mobilisieren – eine effiziente Energiequelle. Zwiebeln liefern zudem viele Mikronährstoff...

Kunststoffe sind allgegenwärtig. PET (Polyethylenterephthalat), ein Polyester aus Ethylenglykol und Terephthalsäure, gehört zusammen mit Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) zu den am häufigsten verwendeten Kunststoffen weltweit. Jährlich werden etwa 70 Millionen Tonnen PET, 140 Millionen Tonnen PE und 80 Millionen Tonnen PP hergestellt. Diese drei Kunststoffe dominieren aufgrund ihrer Vielseitigkeit, Stabilität und günstigen Herstellungskosten zahlreiche Anwendungen des täglichen Lebens.  Besonders PET überzeugt durch Bruchfestigkeit, chemische Beständigkeit und gute Formbarkeit, weshalb es vor allem in der Verpackungs- und Textilindustrie weit verbreitet ist. Seine chemische Stabilität – eine Folge der aromatischen Terephthalat-Einheiten und der kristallinen Domänen – macht PET jedoch schwer abbaubar. Es zerfällt über Jahrzehnte und Jahrhunderte in Mikro- und Nanoplastik, das mittlerweile in Böden, Ozeanen und sogar im menschlichen Blut nachgewiesen wurde. Ähnliche Probleme ber...