Für die Wissenschaft. Für Berlin.

John Hartwig

Im Alter von 32 Jahren fand John Hartwig heraus, wie Kohlenwasserstoffe durch Katalyse zu wiederverwertbaren Stoffen umgewandelt werden können. Damit begründete er ein neues, rasant wachsendes Gebiet der metallorganischen Katalyse. 2011 folgte der Experte für homogene Katalyse einem Ruf an die University of California, Berkeley und verlängerte seine Zusammenarbeit mit dem Berliner Exzellenzcluster UniCat. Das Cluster will die Theorien der homogenen, heterogenen und biologischen Katalyse vereinheitlichen.

»Wie entwickeln wir effizientere Katalysatoren?«

Technologischer Fortschritt beruht zum großen Teil auf Katalyse. Öl oder erneuerbare Energien, Medikamente, landwirtschaftliche Chemikalien und die Kunststoffe der nächsten Generation – sie alle sind auf Moleküle angewiesen, die aus katalytischen Reaktionen hervorgehen. 

Wir erfinden chemische Reaktionen mit neuen Katalysatoren und versuchen systematisch zu verstehen, wie Katalyse funktioniert. Dabei arbeiten wir mit Katalysatoren aus Übergangsmetallen wie Platin, Palladium, Rhodium oder Eisen in Kombination mit organischen Strukturen, die auf das Metall aufgebracht werden. Diese Katalysatoren können bei der Herstellung von modernen Kunststoffen oder von Essig-säure eingesetzt werden, die für viele chemische Produkte von Klebstoff bis Aspirin die Grundlage ist. Das Anwendungspotenzial ist in den letzten Jahren enorm gewachsen. 

Ich war schon als Junge fasziniert vom Übergang zwischen dem Sichtbaren und dem Unsichtbaren. Die Brücke dazwischen besteht aus der chemischen Struktur von Molekülen, denen die Welt um uns herum ihre Farbigkeit und andere Eigenschaften verdankt. Wenn ich heute Experimente aufbaue und durchführe, fühle ich mich noch immer wie beim Spielen. Es macht Spaß, aber wir nennen es Wissenschaft, weil wir damit das Wissen über die Welt erweitern. Was wir durch Experimente erfahren, gibt uns die Möglichkeit, wichtige Probleme der Menschheit anzugehen, etwa auf dem Feld der Medizin oder des Energieverbrauchs. Wenn Reaktionen aus unserem Labor zu Standardverfahren in der Medikamentenentwicklung werden, empfinde ich das als unglaublich befriedigend. 

In unserem Einstein-Forschungsprojekt haben wir Silizium-Verbindungen als Reagens mit Iridium-Katalysatoren eingesetzt, um Reaktionen der Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindungen zu bewirken, die normalerweise unreaktiv sind. So entstanden große Moleküle, die bei der Medikamentenentwicklung für Diabetes oder HIV eingesetzt werden können oder dazu beitragen, Ernten vor Ungeziefer zu schützen. 

Ein langfristiges Ziel meiner Forschung besteht darin, die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen und die vielen Schritte chemischer Reaktionen auf einen einzigen zu reduzieren. Bis dahin ist es noch ein sehr weiter Weg. Die große Frage lautet: Wird es uns gelingen, am Computer oder auf dem Papier gezielt Katalysatoren für gewünschte Transformationen zu entwickeln? Im Moment ist das noch Zukunftsmusik. Noch befinden wir uns in der Trial-und-Error-Phase, aber wir kommen langsam voran.

Foto: TU-Pressestelle/Dahl

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