Chemie ohne Lösungsmittel

Die chemische Industrie ist eine der größten Verursacher von Abfällen und verantwortlich für einen sehr hohen Energieverbrauch. Zwei der Haupttreiber dieser Problematik sind der Einsatz großer Mengen an Lösungsmitteln und der hohe Energiebedarf durch Erhitzen bei chemischen Reaktionen. Die Mechanochemie stellt hier einen radikalen Ansatz dar. Sie nutzt mechanische Energie als Auslöser für chemische Reaktionen und kommt so ohne Lösungsmittel oder Erhitzen aus.

Das Herzstück der Mechanochemie sind sogenannte Kugelmühlen – vergleichsweise einfache Geräte, in denen Mahlkugeln aufeinanderprallen. Diese mechanischen Stöße initiieren chemische Reaktionen ganz ohne die Notwendigkeit von Lösungsmitteln oder zusätzlicher Energiezufuhr durch Heizen.

Grundlagenforschung für eine neue chemische Landkarte

Trotz der bisherigen Erfolge in der Mechanochemie – insbesondere der Übertragung zahlreicher klassischer Reaktionen in die lösungsmittelfreie Umgebung von Kugelmühlen – gibt es viele offene Fragen. Warum und wie mechanische Energie chemische Reaktionen ermöglicht, ist nicht verstanden. Mit Unterstützung des ERC Grants wird die Bochumer Arbeitsgruppe nun diese grundlegenden Aspekte untersuchen.

Das Projekt positioniert sich an der Schnittstelle verschiedener chemischer Disziplinen, darunter Anorganische-, Organische-, Polymer- und Physikalische Chemie. Im Detail untersucht das Team, wie mechanische Stöße auf mikro- und mesoskopischer Ebene die Chemie beeinflussen, welche Rolle Temperatur und Durchmischung spielen, und erstellt eine Art Landkarte der Mechanochemie, die zeigt, welche Reaktionen mechanochemisch möglich sind und unter welchen Bedingungen sie ablaufen.