Bildung + Gesellschaft

Abbruchquote Studierender | In den Jahren 2018 bis 2020 lag die Abbruchquote internationaler Bachelorstudierender jeweils bei etwa 15 % bis 16 %, bei deutschen Studierenden bei etwa 13 %. Dies zeigt der Bericht Wissenschaft weltoffen. Bei den internationalen Masterstudierenden betrugen die Abbruchquoten etwa 8 % bis 9 % und etwa 5 % bis 6 % bei deutschen.Die Zahlen basieren auf Daten der Studienverlaufsstatistik des Statistischen Bundesamts. Sie beziehen sich ausschließlich auf den Studienabbruch innerhalb der ersten drei Fachsemester, da weiter reichende Daten noch fehlen.Zum Bericht: <url href="https://www.wissenschaft-weltoffen.de/de/"><a href="https://wissenschaft-weltoffen.de/de/" target="_blank">wissenschaft-weltoffen.de/de/</a></url>Arbeitslose Akademiker:innen | Im Jahr 2024 betrug die Arbeitslosenquote unter Akademiker:innen 2,9 %, ein neuer Höchststand. Der Bundesdurchschnitt liegt bei 6,1 %.In den östlichen Bundesländern ist die Arbeitslosenquote von Hochschulabsolvent:innen höher als in den westlichen. Besonders hoch ist sie in den drei Stadtstaaten Berlin, Bremen und Hamburg (5,1 %, 4,3 % beziehungsweise 3,9 %). Besonders niedrig ist sie in Baden-Württemberg, Bayern und Hessen (2,2 % beziehungsweise jeweils 2,3 %).Überdurchschnittlich hoch ist die Arbeitslosenquote in den Fachbereichen Marketing/Werbung, Geisteswissenschaften sowie Geschichte/Archäologie. In den Naturwissenschaften liegt sie bei 3,1 %.Zur Meldung des Karriereportals Academics: <url href="https://t1p.de/owbog"><a href="https://t1p.de/owbog" target="_blank">t1p.de/owbog</a></url>Weniger Studierende bekamen Bafög | Im Jahr 2024 bekamen im Jahresdurchschnitt 326 000 Studierende Bafög. Zwei Jahre vorher waren es 335 000 Personen. Der Rückgang betrugt an Hochschulen für Angewandte Wissenschaften 4,5 %, an Universitäten 1,8 %.Zum Bundesbericht: <url href="https://t1p.de/tzg9e"><a href="https://t1p.de/tzg9e" target="_blank">t1p.de/tzg9e</a></url>Deutsche Studierende im Ausland | Im Jahr 2023 waren insgesamt 137 200 deutsche Studierende an ausländischen Hochschulen eingeschrieben. Das waren 1300 (1 %) weniger als im Jahr 2022. Am meisten zurückgegangen sind die Zahlen in den USA, im Vereinigten Königreich und in den Niederlanden (–20 %; –13 % beziehungsweise –7 %). Trotzdem waren diese drei Länder gemeinsam mit Österreich und der Schweiz die beliebtesten Zielländer deutscher Studierender.Zur Meldung des Statistischen Bundesamts: <url href="https://t1p.de/5jnc2"><a href="https://t1p.de/5jnc2" target="_blank">t1p.de/5jnc2</a></url>EU-Austausch Erasmus+ wieder mit Großbritannien | Ab 2027 ist Großbritannien wieder im EU-Austauschprogramm Erasmus+ und nimmt Studierende und Auszubildende auf. Britische Studierende können ab dann auch wieder ins EU-Ausland. Das Vereinigte Königreich war nach dem Brexit aus Erasmus+ ausgestiegen. Im ersten Jahr wird es nun etwa 648 Mio. Euro Beitragskosten zahlen; wie hoch diese in den Folgejahren sein werden, ist noch unklar.Zur Meldung der Tagesschau: <url href="https://t1p.de/jlr72"><a href="https://t1p.de/jlr72" target="_blank">t1p.de/jlr72</a></url>So viel Energie kam aus erneuerbaren Quellen | Im Jahr 2024 deckte die EU 25,2 % ihres Energieverbrauchs mit erneuerbaren Energien. Spitzenreiter war Schweden, das 62,5 % seines Energiebedarfs mit Wasser und Wind sowie Biokraftstoffen deckte. Deutschland lag mit 22,5 % unter dem EU-Durchschnitt. Letzter war Belgien mit 14,3 %.Der Anteil erneuerbarer Energien der EU soll bis zum Jahr 2030 auf 42,5 % steigen.Zum Eurostat-Bericht: <url href="https://t1p.de/czm9q"><a href="https://t1p.de/czm9q" target="_blank">t1p.de/czm9q</a></url>Studiengänge in Deutschland meistens Vollzeit | 88 % aller Studienangebote im Bachelor und 97 % derer im Master werden als Vollzeitstudium angeboten. Dies ergab eine Untersuchung des Centrums für Hochschulentwicklung (CHE). Das passe nicht zur Lebensrealität vieler Studierender: Selbst im Präsenzstudium arbeiten etwa 66 % nebenbei, durchschnittlich 15 Stunden pro Woche. 8 % studierten mit Kind(ern), knapp 12 % pflegten Angehörige.Flexible Studienangebote gebe es hauptsächlich an privaten Hochschulen, im staatlichen Sektor böten dies vor allem Fachhochschulen oder Hochschulen für angewandte Wissenschaften an. Verbreitet sind flexible Studiengänge in den Fächern Gesundheits- und Pflegewissenschaften oder in Wirtschafts- und Rechtswissenschaften.Zur Untersuchung: <url href="https://t1p.de/frood"><a href="https://t1p.de/frood" target="_blank">t1p.de/frood</a></url>Gender Pay Gap 2025 | Die unbereinigte Lohnlücke zwischen den Geschlechtern betrug im Jahr 2025 in Deutschland 16 %. „Unbereinigt“ bedeutet ohne Berücksichtigung von Faktoren wie Branche, Beruf, Qualifikation oder Berufserfahrung. Der Wert entspricht dem des Jahres 2024. Das gilt auch für den bereinigten Pay Gap. Allerdings unterscheiden sich die Werte je nach Region: Der unbereinigte Gender Pay Gap lag im Jahr 2025 in Ostdeutschland bei 5 %, in Westdeutschland bei 17 %.Der durchschnittliche Bruttostundenverdienst von Frauen betrug 22,81 Euro, der von Männern 27,05 Euro. Frauen, die eine ähnliche Tätigkeit ausüben sowie Qualifikation und Erwerbsbiografie haben wie Männer, bekamen dennoch 6 % weniger Geld als diese.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0g5cst7oj907ukcewubq6f">Zur Meldung des Statistischen Bundesamts: <url href="https://t1p.de/9j9w0"><a href="https://t1p.de/9j9w0" target="_blank">t1p.de/9j9w0</a></url> Abbildung: natatravel / Adobe Stock30 Prozent Frauenanteil bei Hochschulprofessuren 2024 | Von den 52 100 hauptberuflichen Professor:innen an Hochschulen in Deutschland lag am Jahresende 2024 der Frauenanteil bei 30 % (2004: 14 %, 2014: 22 %). In den Geisteswissenschaften waren 44 % der hauptberuflichen Professuren weiblich besetzt, in den Kunstwissenschaften 39 %. Am niedrigsten unter den Fächergruppen war der Frauenanteil mit 17 % in den Ingenieurswissenschaften.Je höher die Stufe der akademischen Leiter, desto niedriger die Frauenanteile: Bei abgeschlossenen Promotionen lag der Frauenanteil im Prüfungsjahr 2024 bei 46 %; bei Habilitationen betrug er 36 %.Zur Meldung des Statistischen Bundesamts: <url href="https://t1p.de/ky7af"><a href="https://t1p.de/ky7af" target="_blank">t1p.de/ky7af</a></url>Weniger Tiere für Tierversuche | Im Jahr 2024 wurden in Deutschland 1,33 Mio. Tiere für wissenschaftliche Zwecke genutzt und 626 538 getötet (2023: 1,46 Mio. beziehungsweise 671 958). Außerdem wurden 1,11 Mio. Tiere getötet, die zwar für Tierversuche oder für die wissenschaftliche Verwendung ihrer Organe oder Gewebe gezüchtet, dann aber nicht für solche Zwecke eingesetzt wurden (2023: 1,37 Mio.).Vorrangig wurden Mäuse für die Experimente verwendet (72 %, 956 636), es folgen Fische (13 %, 176 778), Ratten (6 %, 83 369) und Kaninchen (4 %, 57 966). Dazu kamen 2220 Hunde und 698 Katzen.Dem Bundesinstitut für Risikobewertung zufolge waren 63 % der Experimente solche mit geringem Schweregrad. Darunter fallen etwa Narkosen, das Einsperren in Stoffwechselkäfige für weniger als 24 Stunden sowie das Herbeiführen von Tumoren, die keine nachweisbaren <link href="#nadc20264156507-fig-0001">klinischen Auswirkungen haben.<figure xml:id="nadc20264156507-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0g5e2s7us707uqgpsqcd52"><figcaption><label>Abb.1: </label>Die Zahl der Versuchstiere ist gesunken (Meldung links). Viele Tierversuchseinrichtungen arbeiten nach dem 3R-Prinzip: Tierversuche vollständig vermeiden (Replacement) sowie Zahl der Tiere und deren Leiden in Versuchen auf das Unerlässliche beschränken (Reduction beziehungsweise Refinement). Bild: New Africa / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Meldung beim Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat: <url href="https://t1p.de/44uz9"><a href="https://t1p.de/44uz9" target="_blank">t1p.de/44uz9</a></url>

Meldung

Aus Forschungspolitik und Bildung

Wenn Wissenschaft nur nüchtern und sachlich daherkommt, interessiert das vielleicht unsere Fachkolleg:innen. Aber Lieschen Müller und Max Mustermann erreichen wir damit nicht. Das funktioniert erst, wenn wir uns auf das Wichtigste beschränken und Emotionen wecken.Erinnern Sie sich an die letzte Konferenz, die Sie besucht haben? Sie schlendern an einem Poster vorbei, nippen an Ihrem lauwarmen Kaffee und werden plötzlich – zack! – von der Schockwelle der Begeisterung des Präsentierenden erfasst. 14 Minuten lang überspült er Sie ungefragt mit Details, bevor Sie überhaupt murmeln können: „Ich schaue mich nur um.“Es ist oft besser, mit dem großen Ganzen zu starten. Doch auch das birgt Risiken. Stellen wir uns den einsamen, erschöpften Eisbären vor, der auf seiner schmelzenden Eisscholle sitzt und genervt ist, dass er schon wieder als Symbol für den Klimawandel dienen muss. Wir alle sind abgestumpft von diesem Bild, das uns genauso wenig bewegt wie das Foto eines Tackers.Wie lässt sich Wissenschaft vermitteln, ohne Sorgfalt, Genauigkeit und Differenziertheit zu vernachlässigen und dabei ein verschieden zusammengesetztes Publikum erreichen? Diese komplexe Übersetzung erfordert Klarheit, Empathie und den Mut, bekannte Vorstellungen auch mal hinter sich zu lassen.<h2 type="main">Das Geheimnis, gehört zu werden: die Kathedrale</h2><link href="#nadc20264156446-fig-0001">Betrachtenwir eine Geschichte, die wir gerne zur Veranschaulichung in der Wissenschaftskommunikation verwenden:<figure xml:id="nadc20264156446-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0g23dv7l1b07ukc35z27zy"><figcaption><label>Abb.1: </label>Bild: Sonya illustration / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Eine Reisende geht an einer Baustelle vorbei, auf der drei Bauarbeiter eine Mauer errichten. Sie fragt die drei der Reihe nach, was sie tun.Der Erste sagt: „Ich lege Backsteine.“Der Zweite sagt: „Ich baue eine Mauer.“Der Dritte sagt: „Ich baue eine Kathedrale.“Der Erste erwähnt das konkrete Detail, an dem er arbeitet, der Zweite präsentiert sein Wochenziel, und der Dritte zeigt das langfristige Ziel, zu dem seine Arbeit in ferner Zukunft beitragen wird. Fast hört man die Orgel im Hintergrund.Als Wissenschaftler:in arbeitet man oft an einem einzelnen Baustein in diesem großen Ganzen. Manchmal wird dieser ein Teil einer Mauer, manchmal stürzt das ganze Gebilde ein, und manchmal verwandelt sich der Baustein in etwas völlig Unerwartetes. Das ist Wissenschaft.Wenn Sie Ihre Arbeit vorstellen, führen Sie Ihr Publikum zuerst an das große Ganze und Ihre Vision heran. Es fühlt sich vielleicht auf den ersten Blick aufschneiderisch an, so ein großes Fass aufzumachen – doch wenn Sie die Kathedrale nicht zeigen, dann verpassen Sie es, das Publikum ins Thema hineinzuziehen. Es wird das Interesse verlieren, noch bevor Sie die wichtigsten Details erläutern. Das ist der Hauptgrund, warum Wissenschaftler:innen in gesellschaftlichen Debatten nicht genügend Gehör bekommen.Unterschiedliche Menschen interessieren sich für ganz verschiedene Dinge: Eine Architektin, ein Journalist und eine Chemikerin schauen unterschiedlich auf ein und dieselbe Kathedrale. Dasselbe gilt für Ihre Zuhörerschaft.Fachkolleg:innen werden sich ähnlich wie Sie für die Kathedrale interessieren. Wenn Sie ihnen erklären, warum Sie an einem bestimmten Backstein gearbeitet haben, werden sie gerne auf das Baugerüst steigen, um sich Ihren Backstein genauer anzusehen.Für Lieschen Müller und Max Mustermann hingegen braucht die Kathedrale einen anderen Zugang. Sie interessieren sich weniger für Tragwerksberechnungen oder Mörtelzusammensetzung, sondern vielmehr dafür, warum das Gebäude überhaupt existiert.Was bedeutet das für Gesundheit, Alltag, Kinder und den Planeten? Ihre Kathedrale sollte für den Menschen greifbar werden: konkret, nachvollziehbar und vorstellbar. Es ist wichtig, Nicht-Fachleuten verständlich zu machen, was wir Wissenschaftler:innen tun und warum. Viel zu oft konzentrieren wir uns darauf, zu zeigen, wie genau wir vorgehen, was jedoch oft irrelevant für das Publikum ist.Es geht nicht um sensationslüsterne Vereinfachung oder Effekthascherei, sondern darum, den passenden Zugang für das jeweilige Publikum zu wählen. Sobald Sie diesen gefunden haben, wird Ihnen das Publikum folgen, wenn Sie erklären, warum Ihr Backstein für das Gebäude wichtig ist.<h2 type="main">Persönliches: The power of one</h2>Der Tod von Millionen Menschen ist eine Statistik, ein einzelner Tod ist eine Tragödie. – Der Einstieg in ein Thema kann durch eine emotionale Verbindung erfolgen. Zeigen Sie das größere Problem, die Kathedrale, die Sie auf ein Fallbeispiel herunterbrechen können.Also nicht: „Jährlich sterben in Deutschland x Menschen an dieser Tumorart“, sondern eher: „Patient Patrick W. leidet an einer seltenen Variante des Hirntumors. Wir haben nun erstmals die Möglichkeit, ihm zu helfen. Ich möchte Ihnen zeigen, wie wir das tun.“ Das konkrete Fallbeispiel eröffnet nicht nur den emotionalen Zugang. Es ist kognitiv einfacher, einen Einzelfall zu verstehen und danach die allgemeine Regel abzuleiten, als umgekehrt. Im Hauptteil der Präsentation können wir ins Detail gehen und die Backsteine zeigen. Dabei greifen wir natürlich auf Formeln und Statistiken zurück.<h2 type="main">Nicht nach Vollständigkeit streben: die ABT-Struktur</h2>Selbst mit einer geeigneten Kathedrale und einem nachempfindbaren Patrick gibt es eine weitere Falle: Wissenschaftler:innen lieben Vollständigkeit und streben in passenden und unpassenden Situationen danach. Aber Vollständigkeit ist der Feind der Klarheit. Das Publikum benötigt nicht alle Ziegel, Mauern oder die gesamte Baugeschichte bis ins Mittelalter. Es braucht nur den Abschnitt, der Ihre Kernbotschaft stützt.Die ABT-Struktur hilft Ihnen dabei: And, But, Therefore.1) And: Wir wissen X und wir wissen Y. But: Aber wir wissen noch nicht Z. Therefore: Daher habe ich auf die folgende Weise nach Z gesucht.Das ABT-Modell gibt Ihrer Geschichte ein Rückgrat. Sie beschreiben die Szene (And), führen Spannung oder Konflikt ein (But) und enthüllen anschließend die Konsequenz oder Lösung (Therefore). Dieses einfache Muster lässt sich nutzen, um die Neugier der Menschen zu wecken, damit sie uns zuhören statt ihre E-Mails zu lesen.Die Stimmen der Wissenschaftler:innen erhalten oftmals nicht das Gehör, das sie verdienen. Das liegt an vielen Faktoren, von denen wir einen selbst in der Hand haben: gut zu kommunizieren. Verdienen Sie sich das Interesse Ihres Publikums mit einer passend gewählten Kathedrale, die gerne als Einzelfall repräsentiert werden kann. Bauen Sie Spannung mit dem ABT-Modell auf, und versuchen Sie nicht in jeder unpassenden Situation, einen vollständigen wissenschaftlichen Beweis zu führen.<h2 type="main">Die Autor:innen</h2>Die promovierten Chemiker Karin Bodewits und Philipp Gramlich haben die Firma <a href="https://NaturalScience.Careers" target="_blank">NaturalScience.Careers</a> aufgebaut, die Karriere- und Wissenschaftskommunikations-Workshops speziell für Nachwuchswissenschaftler:innen anbietet. Nach ihrem Umzug in die Niederlande haben sie die Stichting Turfvrij (dt.: Stiftung Torffrei) gegründet, die den Moorschutz mit Wissenschaftskommunikation voranbringt. Sie sind die einzige NGO im nationalen Torfreduktionsplan, bei dem sie die teils hitzigen Interaktionen von Wissenschaft mit Industrie, Politik und Bürger:innen hautnah miterleben und gestalten können.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0g24ry7l1s07ukuq6i245v">Dieser Artikel ist der zweite einer Serie zum Thema Wissenschaft und verrät, welche Instrumente es gibt, um als kommunizierende:r Wissenschaftler:in einen positiven Beitrag zu unserer Gesellschaft zu leisten, und welche Fallstricke dabei lauern. Der erste Teil befasste sich mit der Rolle von Wissenschaft in der Gesellschaft im allgemeinen Sinn.<ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264156446-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264156446-bib-0001">1 Randy Olson: Houston, We have a Narrative – Why Science needs Stories. University of Chicago Press 2015, 256 Seiten, brosch. 19,99 Euro. ISBN 978–0226270845</li></ul>

Artikel

Warum hört niemand zu?

Ich war anderthalb Jahre in meinem Postdoc, als ich realisierte: Wir stecken in einer Sackgasse. Wir wollten eine molekulare Maschine herstellen, ein supramolekulares System, das selbst eine Synthese durchführt. Doch sogar kleinere Testsysteme benötigten schon 15 bis 20 präparative Schritte. Und sobald wir genügend Material für Tests beisammen hatten, war die Enttäuschung groß – die molekulare Maschine funktionierte nicht.Ich hatte das Gefühl, dass sich etwas Grundlegendes ändern musste. Daher ging ich heim und dachte nach, las und dachte weiter nach. Nach drei Tagen fernab des Labors fand ich zwei Publikationen in Journalen, welche mich normalerweise nicht interessierten. Sie zeigten mir: Unsere Maschine lief in die falsche Richtung! Das führte zu einer labilen Zwischenstufe in der Reaktionssequenz. Wir mussten die Maschine also schlicht so designen, dass sie umgekehrt lief.Wäre mein Betreuer ein Mikromanager gewesen, hätte diese Erkenntnis länger gedauert. Aber mein Betreuer vertraute seinem Team und zwang uns deswegen nicht, jeden Tag ins Labor zu kommen. Das war der entscheidende Erfolgsfaktor des Projekts. Am Institut hätte ich nicht die Ruhe gefunden, mich tagelang in teils abwegige Artikel zu vergraben.Für Arbeitgeber lässt sich aus dieser Episode schlussfolgern: Vertrauen Sie Ihren Mitarbeitenden, und etablieren Sie so eine Anwesenheitsunkultur erst gar nicht. Wenn es einen konkreten Grund gibt, warum die Arbeit nur in Anwesenheit funktionieren kann, dann muss es eben sein. Wenn Sie Anwesenheit nur deswegen verlangen, weil es immer so getan wurde, dann machen Sie doch ein Experiment: Geht es auch ohne Pobacken-Stuhl-Kontakt? Sie müssen dann Arbeitserfolge anstatt Anwesenheit messen. Das ist schwieriger, bringt aber auch mehr Gewinn für alle Seiten.Arbeitnehmer:innen können sich fragen, ob ihre Anwesenheit wirklich erwartet wird oder ob sie sich selbst auferlegen, anwesend zu sein. Gerade in der akademischen Forschung – in der es lange dauert, Erfolge messbar zu machen, – setzen sich Forschende oft selbst unter Druck, das eigene Engagement durch lange Arbeitszeiten zu zeigen.Bei der Wahl der Arbeitgeberin können Sie die Anwesenheitsunkultur als Auswahlkriterium nutzen – so etwas spricht sich ja glücklicherweise herum. Haben Sie bereits eine Stelle, verhandeln Sie Ihre Freiräume im Jahresgespräch. Denn oft ist es eine Win-win-Situation, wenn Sie frei und kreativ arbeiten können.Der promovierte Chemiker Philipp Gramlich ist Mitgründer von <a href="https://NaturalScience.Careers" target="_blank">NaturalScience.Careers</a>, einem Unternehmen, das Workshops über Karriereentwicklung und Wissenschaftskommunikation anbietet. Für die Nachrichten aus der Chemie schreibt er über Beobachtungen aus seiner Beratungstätigkeit. <a href="mailto:p.gramlich@naturalscience.careers">p.gramlich@naturalscience.careers</a>

Karrierekicks

Anwesenheitsunkultur

Digitalkompetenz oder Digital Literacy umfasst die F&auml;higkeit, digitale Forschungsdaten zu erzeugen, zu analysieren, zu dokumentieren und die daf&uuml;r notwendigen Tools zu beherrschen. Drei Projekte zeigen, wie sich Digital Literacy in die Hochschullehre implementieren l&auml;sst und was dabei zu beachten ist.
Die fortschreitende Digitalisierung wissenschaftlicher Prozesse wirkt sich stark auf die Hochschullehre aus, insbesondere in den Naturwissenschaften. In der Chemie bedeutet Digital Literacy nicht nur, mit Software umzugehen, sondern Kompetenzen im gesamten Lebenszyklus wissenschaftlicher Daten zu erwerben: vom Planen mit Datenmanagement-Pl&auml;nen, wie sie die Deutsche Forschungsgemeinschaft f&uuml;r gef&ouml;rderte Forschung erwartet,1) &uuml;ber Erzeugung, Analyse und Speicherung bis zur Publikation nach den Fair-Prinzipien (findable, accessible, interoperable, reusable).2)
Smart Labs mit digitalen Labormanagementsystemen nutzt die Industrie, der wichtigste Arbeitgeber k&uuml;nftiger Chemiker:innen, seit Jahren. Und auch in der Akademia setzen sich elektronische Laborjournale (electronic lab notebooks, ELN) immer mehr durch, lassen sich doch mit ihnen Daten von den Messger&auml;ten bis zur Publikation reibungslos handhaben. Und das ist wichtig, denn K&uuml;nstliche Intelligenz ben&ouml;tigt beim maschinellen Lernen gro&szlig;e Datenbanken und ist daher auf digital ver&ouml;ffentlichte Daten angewiesen.
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<figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0g053h7p7x07uqqy86l29h">
<figcaption><label>Abb.1: </label>Das elektronische Laborjournal Chemotion in der Praxis. Bild: Felix Garg, RWTH Aachen</figcaption>
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</figure>
<h2 type="main">Im chemischen Curriculum</h2>
Die GDCh sprach im Jahr 2021 Empfehlungen aus, wie digitale Kompetenzen in der chemischen Ausbildung zu erweitern seien.3) Dies umfasst Forschungsdatenmanagement (RDM), ELN, Repositorien, Metadaten, Ontologien &ndash; also Definitionen von Begriffen und deren Beziehungen, um ein gemeinsames Verst&auml;ndnis f&uuml;r Mensch und Maschinen zu schaffen &ndash;, rechtliche und ethische Fragen sowie die Prinzipien guter wissenschaftlicher Praxis.
Ziel ist es, digitale Kompetenzen nicht als Zusatzqualifikation, sondern als integralen Bestandteil wissenschaftlicher Arbeit zu vermitteln. Dies gelingt nachhaltig, wenn Studierende bereits in fr&uuml;hen Semestern mit digitaler Dokumentation, Datenanalyse und Fair-konformen Arbeitsweisen vertraut gemacht werden. Die Mehrheit der Teilnehmenden der NFDI4Chem-Community-Umfrage im Jahr 2023 [Nachr. Chem. 2024, 72(4), 15] teilt diese Ansicht: 86 Prozent waren der Meinung, dass k&uuml;nftige Studierende und Arbeitsgruppen davon profitieren, wenn Forschungsdatenmanagement Teil des offiziellen Curriculums ist.4)
Diese Forderungen und die dargestellten Entwicklungen m&uuml;ssen eigentlich zu einer Anpassung universit&auml;rer Curricula f&uuml;hren. Aber traditionelle Lehrstrukturen, fehlende technische Infrastrukturen, unklare Zust&auml;ndigkeiten und die Notwendigkeit, Lehrende und Studierende gleicherma&szlig;en zu schulen, lassen Curriculum-Anpassungen bis zu Jahre dauern. Studierende der aktuellen Jahrg&auml;nge w&uuml;rden also mit alten Lehrpl&auml;nen durchs Studium gehen.
Aber es geht auch anders: Digitale Kompetenz l&auml;sst sich in Studieninhalte und -konzepte integrieren, ohne Curricula &auml;ndern zu m&uuml;ssen. Aufgrund der besonderen Bedeutung widmeten die Chemistry Data Days 2025 von NFDI4Chem dem Thema einen ganzen Tag. Die alle zwei Jahre stattfindende Veranstaltung bringt rund 80 Expert:innen und Interessierte zusammen, die sich in Form von Vortr&auml;gen, Postersessions und Workshops &uuml;ber Entwicklungen rund um Daten in der Chemie austauschen. Drei der an diesem Tag vorgestellten Projekte zeigen, wie verschieden sich Digitalisierung in der Lehre umsetzen l&auml;sst.
<h2 type="main">Elektronisches Laborjournal in der Lehre: RWTH Aachen</h2>
Ein seit 2020 erprobtes Beispiel ist die Integration des Chemotion ELN in das Bachelorpraktikum der anorganischen Chemie an der RWTH Aachen. Hier ist das ELN verpflichtender Software-Teil des Laborpraktikums f&uuml;r fortgeschrittene anorganische Chemie. Studierende dokumentieren darin ihre Experimente zur Synthese von Ferrocen vollst&auml;ndig digital, von der Planung bis zur Analyse.
Das Chemotion-ELN ins Praktikum zu integrieren verkn&uuml;pft Laborpraxis mit Datenmanagement, Fair-Prinzipien, International-Chemical-Identifier(InChI)- und Simplified-Molecular-Input-Line-Entry-System(Smiles)-Notation sowie rechtliche Aspekte der Datenpublikation. Begleitend haben Sonja Herres-Pawlis und ihr Team Lehrvideos, Tutorials und Online-Handb&uuml;cher entwickelt.
Allerdings musste die Praktikumsordnung angepasst werden &ndash; es wurde aufgenommen, dass die Studierenden ein ELN einsetzen m&uuml;ssen &ndash;, auch war ein eigener Server notwendig, weil am IT-Center kein Server eingerichtet werden konnte. Denn der Betrieb eines ELN erfordert einen Server, auf den Nutzende per Webbrowser &uuml;ber Anmeldung zugreifen. Die Software kann nicht lokal auf Endger&auml;ten installiert werden.
Begleitet wurde die Einf&uuml;hrung des ELN in Praktika durch mehrere Evaluationen.6) Diese zeigen wachsende Akzeptanz: Studierende sch&auml;tzen insbesondere die bessere Datenauffindbarkeit, die Standardisierung der Dokumentation und die dadurch bessere Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
Hands-on-Ans&auml;tze und praxisnahe Implementierungen sind also wirksam. Die Integration in bestehende Praktika &ndash; ohne die Credit Points zu &auml;ndern &ndash; erleichtert die curriculare Verankerung und schafft eine langfristige L&ouml;sung.
<h2 type="main">Forschungsdatenmanagement als Lehrkultur: Universit&auml;t Ulm</h2>
Im Rahmen des Projekts FDM-LIN (Lehrinkubator zum Forschungsdatenmanagement in der Lehre f&uuml;r Ingenieur- und Naturwissenschaften)7) will ein Team aus Chemiker:innen, Physiker:innen und Ingenieur:innen digitale Methoden fest in die Praktika integrieren.
Technisch st&uuml;tzt sich das Konzept auf die Open-Source-ELNs eLabFTW und Chemotion. Sie werden &uuml;ber den Landesdienst bwCloud gehostet, der eine Infrastructure-as-a-Service-Umgebung f&uuml;r Forschung und Lehre in Baden-W&uuml;rttemberg betreibt und entwickelt. So wird eine Infrastruktur geschaffen, die f&uuml;r alle beteiligten Fakult&auml;ten nutzbar ist. Die Projektlaufzeit umfasste zwei Jahre, in denen Erfahrungen gesammelt und der Einsatz der ELNs nach und nach auf immer mehr Kurse ausgeweitet wurde.
Didaktisch ersetzt das ELN das klassische Laborprotokoll. Studierende dokumentieren ihre Arbeitsschritte digital, w&auml;hrend Lehrende &uuml;ber integrierte Feedbackfunktionen R&uuml;ckmeldungen geben. Das kann spielerisch erfolgen, etwa wenn die Studierenden aufgefordert werden, den Prozess des Nudelkochens (beteiligte Substanzen: Nudeln, Wasser, Salz) mit der Iupac-Gold-Book-Terminologie und sinnvollen Werten korrekt und vollst&auml;ndig in einem ELN zu erfassen &ndash; beispielsweise die Temperatur in Kelvin oder Celsius, nicht in Fahrenheit. In den Praktika hingegen waren alle klassischen Aufgaben digital zu erledigen, vom Vorbereiten der Synthesen &uuml;ber das Einbinden von Messspektren bis zur Reporterstellung.
Das Ulmer Modell zeigt: Digital-Literacy-Vermittlung erfordert Infrastruktur, Didaktik und institutionelle Unterst&uuml;tzung in Form der technischen Infrastruktur. Zudem hilft es, interdisziplin&auml;r zusammenzuarbeiten, um praktische und technische Aspekte effizient umzusetzen.
<h2 type="main">Schrittweise ins Curriculum: Universit&auml;t Kaiserslautern-Landau</h2>
An der Rheinland-Pf&auml;lzischen Technischen Universit&auml;t (RPTU) hat Georg Manolikakes elektronische Laborb&uuml;cher und Data-Literacy-Inhalte eingef&uuml;hrt. Ausgangspunkt war, dass im Jahr 2021 weder Datenkompetenz noch Forschungsdatenmanagement im <a href="https://B.Sc" target="_blank" rel="noopener">B.Sc</a>.-Curriculum verankert waren. Aufbauend auf einem Lehrf&ouml;rderprojekt (&bdquo;Neue Lehrmethoden&ldquo;) begann die Umsetzung schrittweise:
Phase I (2022/23): Die RPTU f&uuml;hrte das Chemotion ELN im Fortgeschrittenen-Synthesepraktikum ein (5. Semester). Die Studierenden dokumentierten ein Experiment vollst&auml;ndig digital, begleitet von Online-Videos (unter anderem von der RWTH Aachen) und einer Einf&uuml;hrung in Fair-Prinzipien. Trotz Problemen mit dem Spektren-Editor, einem Teil des ELN, fiel das Feedback &uuml;berwiegend positiv aus.
Phase II (2023/24): Zwei Experimente und zus&auml;tzliche Tools kamen hinzu, etwa NMRium zur Spektrenanalyse. Parallel begann der Fachbereich, auf Basis der GDCh-Empfehlungen ein neues Curriculummodul f&uuml;r das f&uuml;nfte Semester zu planen, das Data Literacy abdeckt.
Phase III (ab Wintersemester 2024/25): Das neue Pflichtmodul &bdquo;Anleitung zum selbstst&auml;ndigen wissenschaftlichen Arbeiten unter Verwendung digitaler Methoden&ldquo; wurde eingef&uuml;hrt (vier Semesterwochenstunden). Dieses Modul deckt den gesamten Bereich wissenschaftlicher Digital Literacy ab &ndash; von Forschungsdatenmanagement (RDM) und Fair-Prinzipien &uuml;ber Literaturrecherche mit KI-Werkzeugen bis zum wissenschaftlichen Schreiben und Publizieren.
Phase IV (2025): Auch im vierten Semester wird das Chemotion ELN im organischen Grundpraktikum jetzt f&uuml;r zwei Versuche eingeschr&auml;nkt genutzt; f&uuml;r das OC-Synthesepraktikum im f&uuml;nften Semester nutzen die Studierenden ausschlie&szlig;lich das ELN f&uuml;r Protokolle, kein Papier.
Diese stufenweise Integration soll Datenkompetenzen aufeinander aufbauend vermitteln. Das RPTU-Modell verbindet curriculare Reform, technische Infrastruktur (lebenslange Studierendenkonten) und kontinuierliche Evaluation.
<h2 type="main">Was sich daraus lernen l&auml;sst</h2>
Ein Vergleich der Initiativen in Aachen, Ulm und Kaiserslautern liefert gemeinsame Erfolgsfaktoren:

<ul>
<li>fr&uuml;he und kontinuierliche Integration digitaler Methoden in die Lehre;</li>
<li>praxisnahe Vermittlung durch Laborarbeit und reale Daten;</li>
<li>offene, interoperable Softwarel&ouml;sungen wie Chemotion und eLabFTW;</li>
<li>interdisziplin&auml;re Teams, die Chemie, Informatik und Didaktik verbinden.</li>
</ul>

Trotzdem bleiben Schwierigkeiten: Lehrende schulen, nachhaltige Serverinfrastrukturen aufbauen, Pr&uuml;fungsordnungen an digitale Arbeitsformen anpassen und Datenschutz. Wie die Erfahrung der vorgestellten Projekte jedoch zeigt, lassen sich diese H&uuml;rden durch Kooperation, Hartn&auml;ckigkeit und langfristige Strategie &uuml;berwinden.
Allen drei Modellen ist gemein: Sie f&uuml;hren digitale Tools oder Lehrinhalte schrittweise ein. Dies war der Tatsache geschuldet, dass Neues erprobt wurde. Inzwischen gibt es genug Beispiele, mit denen Interessierte &ndash; basierend auf den Erfahrungen &ndash; direkt eine studiengang&uuml;bergreifende Einf&uuml;hrung planen und durchf&uuml;hren k&ouml;nnen.
Eine zukunftsf&auml;hige Chemielehre wird sich nicht mehr allein durch Experimentierfertigkeit auszeichnen, sondern durch digitale Souver&auml;nit&auml;t &ndash; den kompetenten, verantwortungsvollen und reflektierten Umgang mit Daten im gesamten wissenschaftlichen Prozess. Digitale Kompetenzen in die Ausbildung zu integrieren ist daher nicht nur p&auml;dagogisch notwendig, sondern eine zentrale Voraussetzung f&uuml;r Wettbewerbsf&auml;higkeit und Nachhaltigkeit &ndash; auch vor dem Hintergrund des weltweiten Wettlaufs um die leistungsf&auml;higste K&uuml;nstliche Intelligenz. Damit wird digitale Souver&auml;nit&auml;t ein wichtiger Standortfaktor der chemischen Forschung und Industrie im 21. Jahrhundert.
Das Konsortium NFDI4Chem wird von der DFG gef&ouml;rdert unter der PN 441958208.
Die den Praxisbeispielen zugrunde liegenden Vortr&auml;ge sind hier ver&ouml;ffentlicht:
<section xml:id="nadc20264156049-sec-0009"></section>
<h2 type="main">Die Autor:innen</h2>
Diesen Beitrag haben Theo Bender und Sonja Herres-Pawlis verfasst. Bender war Autor, Verleger und Redakteur. Inzwischen verantwortet er die strategische Kommunikation f&uuml;r das Infrastruktur-Konsortium NFDI4Chem. Herres-Pawlis ist Professorin f&uuml;r anorganische Chemie an der RWTH Aachen. Sie ist Co-Sprecherin von NFDI4Chem und Sprecherin der Sektion &bdquo;Education &amp; Training&rdquo; der NFDI.
<ul class="references" cited="no" xml:id="nadc20264156049-bibl-0001">
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0001">1 F&ouml;rderungsrichtlinien der DFG, Kurzlink: <a href="https://t1p.de/iu5xl" target="_blank" rel="noopener">t1p.de/iu5xl</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0002">2 M. D. Wilkinson, M. Dumontier, I. J. Aalbersberg et al., Sci. Data 2016, 3, 160018</li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0003">3 GDCh-Empfehlungen zu Digitalkompetenz, Kurzlink: <a href="https://t1p.de/rh1sw" target="_blank" rel="noopener">t1p.de/rh1sw</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0004">4 J. Ortmeyer, D. Hausen, S. Herres-Pawlis, Nachr. Chem. 2024, 72(4), 15&ndash;17</li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0005">5 <a href="https://nfdi4chem.de/event/chemistry-data-days-2025/" target="_blank" rel="noopener">nfdi4chem.de/event/chemistry-data-days-2025/</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0006">6 F. Fink, A. Hoffmann, S. Herres-Pawlis, J. Chem. Educ. 2023, 100, 11, 4287; <a href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.3c00380" target="_blank" rel="noopener">pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.3c00380</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0007">7 <a href="https://uni-ulm.de/universitaet/profil/leitbild-lehre/ulmer-lehrinkubatoren/" target="_blank" rel="noopener">uni-ulm.de/universitaet/profil/leitbild-lehre/ulmer-lehrinkubatoren/</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0008">8 S. Herres-Pawlis, doi: <accessionid ref="info:doi/10.5281/zenodo.15733412">10.5281/zenodo.15733412</accessionid></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0009">9 A. K. Engstfeld, doi: <accessionid ref="info:doi/10.5281/zenodo.15703324">10.5281/zenodo.15703324</accessionid></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0010">10 G. Manolikakes, doi: <accessionid ref="info:doi/10.5281/zenodo.15657845">10.5281/zenodo.15657845</accessionid></li>
</ul>
<ul class="references" cited="no" xml:id="nadc20264156049-bibl-0002">
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0001">1 F&ouml;rderungsrichtlinien der DFG, Kurzlink: <a href="https://t1p.de/iu5xl" target="_blank" rel="noopener">t1p.de/iu5xl</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0002">2 M. D. Wilkinson, M. Dumontier, I. J. Aalbersberg et al., Sci. Data 2016, 3, 160018</li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0003">3 GDCh-Empfehlungen zu Digitalkompetenz, Kurzlink: <a href="https://t1p.de/rh1sw" target="_blank" rel="noopener">t1p.de/rh1sw</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0004">4 J. Ortmeyer, D. Hausen, S. Herres-Pawlis, Nachr. Chem. 2024, 72(4), 15&ndash;17</li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0005">5 <a href="https://nfdi4chem.de/event/chemistry-data-days-2025/" target="_blank" rel="noopener">nfdi4chem.de/event/chemistry-data-days-2025/</a></li>
<li xml:id="nadc20264156049-bib-0006">6 F. Fink, A. Hoffmann, S. Herres-Pawlis, J. Chem. Educ. 2023, 100, 11, 4287; <a href="https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.3c00380" target="_blank" rel="noopener">pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jchemed.3c00380</a></li>
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Digitalkompetenz in der universitären Chemie vermitteln

Bis zum Jahr 1930 galt β-Al2O3 als eigenständige Art der Tonerde Al2O3. Dabei erfordert die Kristallstruktur von β-Al2O3 zwingend Natriumionen. Wie kam es zu der falschen Einschätzung, wie diskutierten Wissenschaftler über diese Form von Al2O3, und wie wurde der Fehler korrigiert? An dieser Geschichte waren zwei Nobelpreisträger beteiligt.Es gibt mehrere <link href="#nadc20264156047-fig-0001">Modifikationen von Aluminiumoxid, wobei α-Al2O3 (auch Korund genannt) und γ-Al2O3 die bekanntesten sind. α-Al2O3 schmilzt bei 2045 °C und ist sehr hart (Mohs-Härte 9); es dient etwa für feuerfeste Auskleidungen, Schmelztiegel oder Schleifmittel. γ-Al2O3 mit seiner Oberfläche von typischerweise zirka 300 m² · g–1 findet Anwendung als Trägermaterial etwa für Abgaskatalysatoren in Fahrzeugen oder katalytische Entschwefelung in der Erdölraffinerie.<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fxl2a7gui07ukovdwx7eb"><figcaption><label>Abb.1: </label>Bild erstellt mit Diamond nach ICSD CollCode 60635; schwarz: O; grau: Al; violett: Na</figcaption></figure></figure>Das alphabetisch dazwischen liegende β-Al2O3 stellen manche moderne Chemie- und Werkstoff-Lehrbücher ebenfalls vor – allerdings mit der Erklärung, dass es eigentlich keine Modifikation von Aluminiumoxid ist, sondern sich aus Al2O3 und Na2O zusammensetzt. β-Aluminiumoxid, ein wichtiger Festelektrolyt, soll besser Natrium-β-aluminat heißen und lässt sich als Na2O · 11 Al2O3 (stöchiometrisch) oder, noch strikter, Na1+xAl11O17+x/2 (0,15 ≤ x ≤ 0,30) (nichtstöchiometrisch) beschreiben. So steht es auch in einigen modernen Lehrbüchern wie „Moderne anorganische Chemie“ von Riedel und Meyer (6. Auflage, 2023), „Ceramics Science and Technology Vol. 1“ von Riedel und Chen (2008) oder „Anorganische Chemie, Band 1“ von Hollemann und Wiberg (103. Auflage, 2017).Warum galt β-Al2O3 zunächst als Modifikation von Al2O3?<h2 type="main">Die Entdeckung</h2>Bis zum Jahr 1915 war α-Al2O3 die einzige bekannte Modifikation von Al2O3, die als Mineral schon seit langer Zeit bekannt war. Im Jahr 1916 berichteten George A. Rankin und Herbert E. Merwin aus dem Geophysical Laboratory der Carnegie Institution of Washington, D. C. über eine neue Form von Al2O3: Diese hatten sie gefunden, während sie das System CaO-Al2O3-MgO untersuchten.1)Die neue Modifikation entstand den Autoren zufolge nicht immer, aber gelegentlich, wenn reine Aluminiumoxidschmelze langsam abkühlte. Da α-Al2O3 ja schon bekannt war, nannten Rankin und Merwin die neue Modifikation β-Al2O3.Sie behaupteten außerdem, β-Al2O3 könne sich nach seiner Entstehung nicht mehr zur α-Form wandeln, und 0,5 % MgO würden die Bildung von β-Al2O3 begünstigen. Allerdings hatten die Autoren nicht näher definierte Schwierigkeiten bei ihren Hochtemperaturexperimenten und konnten daher die Beziehung zwischen β-Al2O3 und α-Al2O3 nicht genau feststellen.Das erhaltene β-Al2O3 war hexagonal und zeigte sich häufig als Gruppen überlappender dreieckiger Platten. Der Brechungsindex lag zwischen 1,635 und 1,650, wenn möglichst reines α-Al2O3 zum Schmelzen verwendet wurde.Wie Rankin, Merwin und ihr Kollege am Geophysical Laboratory, Henry S. Washington, ferner fanden, enthielten einige synthetische Aluminiumoxid-Schleifmittel ein wenig β-Al2O3. Dieses isolierten und analysierten sie; sie postulierten die chemische Zusammensetzung als Al2O3 und bestimmten eine Dichte von 3,30 ± 0,01 g · cm–3.<h2 type="main">Untersuchungen bis 1930</h2>Diese spektakuläre Entdeckung erregte zuerst kaum ein Echo im Fachkreis. Ein Grund dafür liegt vielleicht darin, dass das β-Al2O3, wie von den Entdeckern selbst beschrieben, nur gelegentlich beim Abkühlen der Al2O3-Schmelze entstand. Es war also nicht reproduzierbar.Weitere bedeutende wissenschaftliche Diskussionen über diese vermutlich neue Modifikation von Al2O3 tauchten erst zehn Jahre später auf. So veröffentlichten 1926 Sterling B. Hendricks und der spätere Nobelpreisträger Linus Pauling (<link href="#nadc20264156047-fig-0002">Foto oben) aus dem Gates Chemical Laboratory des California Institute of Technology einen deutschsprachigen Beitrag zur Kristallstruktur des β-Aluminiumoxids in Zeitschrift für Kristallographie.2)<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fy7eh7hjz07ukcgr69man"><figcaption><label>Abb.2: </label>Die an der Strukturaufklärung von β-Al2O3 beteiligten Nobelpreisträger Linus Pauling (links) und William L. Bragg. Quelle: <a href="https://nobelprize.org" target="_blank">nobelprize.org</a></figcaption></figure></figure>Die auffällig große Gitterkonstante von β-Al2O3, die sich bei der Untersuchung von Korund zeigte, hatte Hendricks und Pauling veranlasst, die Kristallstruktur mit Röntgenbeugung zu untersuchen. Die β-Al2O3-Kristalle erhielten sie von der US-Firma Norton Company. Aus der Analyse schlussfolgerten die Forscher: Die Struktureinheit von β-Al2O3 enthält insgesamt zwölf Al2O3, und die Gitterkonstanten a und c betragen 5,60 Å beziehungsweise 22,414 Å. Eine Dichte von 3,31 g · cm–3 wurde bestätigt. Des Weiteren sollte der Kristall möglicherweise die Symmetrie der Raumgruppe D43h, C46v oder D46h besitzen. Die Atomanordnung ließ sich jedoch nicht feststellen.Etwas später im gleichen Jahr erschien in Journal of Physical Chemistry ein Artikel von Charles W. Stillwell von der Cornell University über die Farbe von Rubin, wobei auch β-Al2O3 besprochen wurde.3) Die untersuchten α- und β-Al2O3 (beide aus der Norton Company) waren weiß, während sich α-Al2O3 und β-Al2O3 mit jeweils 5 % Chromoxid blau-rot beziehungsweise leicht grün zeigten.Das β-Al2O3-Präparat wurde aus α-Al2O3-Schmelze in Anwesenheit von Natriumcarbonat hergestellt. Der Analyse zufolge enthielt das Präparat neben kleinen Mengen von Fe2O3, SiO2 und TiO2 noch gut 5,45 % Na2O. Wie zudem beobachtet wurde, konnte β-Al2O3 doch in α-Al2O3 konvertieren, nämlich wenn Na2CO3 durch Erwärmen entfernt wurde. Dies schien zu beweisen, dass Na2CO3 eine wichtige Rolle bei der Erzeugung von β-Al2O3 spielte.Stillwell glaubte nicht daran, dass es sich um Natriumaluminat handeln sollte, da Rankin und Merwin damals ja β-Al2O3 ohne die Verwendung von Na2CO3 entdeckten. Es müsse daher eine neue Form von Al2O3 sein. Das Röntgenbeugungsmuster, das anders aussah als das von Natriumaluminat, bestärkte seine Annahme.Nahezu gleichzeitig begann das Kaiser-Wilhelm-Institut für Silikatforschung in Berlin, die Struktur von β-Al2O3 zu untersuchen. Die Ergebnisse reichte Carl Gottfried im Jahr 1927 bei Zeitschrift für Kristallographie ein, worin sie im folgenden Jahr publiziert wurden.4) Der Autor nannte die Substanz β-Korund, die der Analyse seiner Kollegin Elsbeth Spuhrmann zufolge 2,56 % Na2O enthielt. Gottfried stimmte den Schlussfolgerungen Hendricks‘ und Paulings im Wesentlichen zu und zeigte dort das Laue-Diagramm von β-Al2O3 (<link href="#nadc20264156047-fig-0003">Abbildung rechts). Ratschläge kamen vom berühmten Kristallograph William Lawrence Bragg, der im Jahr 1915 zusammen mit seinem Vater William Henry Bragg den Nobelpreis für Physik bekommen hatte.<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fy8tk6ihh08rv00fxtj48"><figcaption><label>Abb.3: </label>Das Laue-Diagramm von β-Al2O3.4)</figcaption></figure></figure>Bis zum Jahr 1930 galt β-Al2O3 vielen Wissenschaftlern als eine selbstständige Modifikation von Al2O3, auch wenn die Kristallstruktur nicht vollständig aufgeklärt wurde. Inzwischen waren γ-Al2O3 und δ-Al2O3 entdeckt und von mehreren Forschungsgruppen untersucht worden. Drei deutsche Wissenschaftler, unter ihnen der Chemiker Wilhelm Biltz, fassten im Jahr 1929 die damaligen Kenntnisse über die vier Arten der Tonerde zusammen (<link href="#nadc20264156047-fig-0004">Tabelle S. 18).5)<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0004"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fyv2r7i5c07ukmmnv33f4"><figcaption><label>Abb.4: </label>Eine Zusammenfassung des Wissens zu den vier Al2O3-Arten im Jahr 1929.5)</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Untersuchungen ab 1931</h2>Eine weitergehende Aufklärung der Kristallstruktur des β-Al2O3 gehörte zu den Aufgaben insbesondere von Kristallographen. Der Wendepunkt der β-Al2O3-Geschichte kam im Jahr 1931, als Bragg und Joseph West (beide an der Manchester University) und Gottfried gemeinsam einen englischsprachigen Beitrag in Zeitschrift für Kristallographie veröffentlichten.6) Die Autoren hatten aus den bisher drei möglichen Varianten die richtige Raumgruppe identifiziert, indem sie die Ätzfiguren an der Universität Münster untersuchen ließen. (Ätzfiguren erscheinen als regelmäßige Vertiefungen, wenn Lösungs- oder Ätzmittel auf Kristallflächen einwirken. Aus den Figuren lässt sich die Symmetrie der Kristalle ableiten.) Wie sie zudem beobachtet hatten, hat die Substanz keine piezoelektrische Eigenschaft.Trotz Braggs, Wests und Gottfrieds Bemühungen ließ sich die Anordnung der zwölf Al2O3 in einer Elementarzelle unter Berücksichtigung der festgelegten Raumgruppe D46h nie mit den experimentellen Ergebnissen in Einklang bringen. Die Abweichung war zwar nicht groß, überschritt aber die Fehlergrenze der Messungen. Das änderten auch modifizierte Parameter nicht. Außerdem sollte die Elementarzelle der chemischen Analyse sowie der Dichte zufolge nicht Al24O36 sein, sondern eher NaAl23O35.Die Erkenntnis, wie wichtig Natrium für diese Verbindung ist, war ein Fortschritt Richtung Aufklärung der Kristallstruktur von β-Al2O3 (<link href="#nadc20264156047-fig-0005">Abbildung rechts). Das bedeutet aber auch: Die damals von Rankin und Merwin verwendete α-Al2O3-Schmelze muss Natriumionen enthalten haben. Und tatsächlich beobachteten einige Mitarbeiter der Norton Company: β-Al2O3 entstand nur dann, wenn bei der Herstellung Natriumionen vorhanden waren.7) Sie glaubten, die mangelhafte analytische Methode führte dazu, dass Washington damals keine Natriumionen in β-Al2O3 finden konnte.<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0005"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fywgo7i6c07uke22zc57k"><figcaption><label>Abb.5: </label>Die von Bragg, Gottfried und West vorgeschlagene Na-enthaltende Gitterstruktur (projektiert) von β-Al2O3.6)</figcaption></figure></figure>Bragg, Gottfried und West erkannten die Ähnlichkeit zwischen den Strukturen von β-Al2O3 und Spinell (MgAl2O4). Allerdings fehlen in β-Al2O3 Al-Atome im Gitter, was zu einer Abweichung von der idealen Spinell-Struktur führt.NaAl23O35 passt aber nicht zur zugeschriebenen Raumgruppe D46h, denn diese kann nur gerade Zahlen von äquivalenten Punkten enthalten. Auch die denkbare Formel Na2Al22O34 (nicht publiziert von Bragg et al.8)) überzeugte nicht, denn sie erfüllt zwar die kristallographischen Bedingungen, stimmt aber nicht mit der damals festgestellten Dichte und stofflichen Zusammensetzung überein.Die Norton Company hatte bald darauf eine Kaliumverbindung der Formel K2Al22O34 hergestellt. Die Na- und K-Variante haben unterschiedlich große Elementarzellen. Dies deutet nochmals darauf hin, dass Alkalimetall in der Kristallstruktur vorhanden sein könnte. Cecil Arnold Beevers und Sven Brohult von der Manchester University bestimmten experimentell erneut die Dichte der β-Al2O3-Kristalle hoher Qualität aus der Norton Company. Sie lag zwischen 3,23 und 3,26 g · cm–3.8)Anhand kristallographischer Messungen leiteten die beiden die Dichten von vier Formel-Kandidaten exakt her, nämlich Al24O36, NaAl23O35, Na2Al24O37 und Na2Al22O34. Dabei passte Na2Al22O34 mit einer berechneten Dichte von 3,24 g · cm–3 am besten zum experimentell bestimmten Wert. Das entspricht einem Na2O-Gehalt von 5,23 %. Dieser Meilensteinbeitrag, publiziert 1936 in Zeitschrift für Kristallographie, trägt den Titel „The Formula of ‘β Alumina‘, Na2O, 11Al2O3“.Das Komma zwischen „Na2O“ und „11Al2O3“ ersetzten im folgenden Jahr Beevers und Marion A. S. Ross durch einen Punkt. Ihr Artikel heißt „The Crystal Structure of ‘Beta Alumina‘ Na2O · 11Al2O3“, ebenfalls erschienen in Zeitschrift für Kristallographie.9) Darin berichten die Autoren ausführlich über die kristallographischen Untersuchungen. Sie leiteten die Position des Natriums her, die deswegen Beevers-Ross-Position (BR-Position) genannt wurde. Sie zeigten darin die Hälfte der Elementarzelle von β-Al2O3 (<link href="#nadc20264156047-fig-0006">Abbildung unten).<figure xml:id="nadc20264156047-fig-0006"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fyxr37nyz07uqncqu1t17"><figcaption><label>Abb.6: </label>Die von Beevers und Ross gezeichnete Hälfte der Elementarzelle von β-Al2O3 (große Kreise = Na+, kleine Kreise = O2–, schwarze Punkte = Al3+).9)</figcaption></figure></figure>Danach diskutierten Chemiker, Kristallographen und Materialwissenschaftler jahrzehntelang über die Verteilung der Natriumionen in der Kristallstruktur. Wie im Jahr 1956 Horst Saalfeld vom Max-Planck-Institut für Silikatforschung in Würzburg als erster erkannte, ist die Zusammensetzung von β-Al2O3 nichtstöchiometrisch, da der Alkaligehalt schwankt.10) Die korrekte Strukturformel soll nach heutiger Kenntnis Na1+xAl11O17+x/2 sein, wobei x zwischen 0,15 und 0,30 liegt. Dennoch gilt die stöchiometrische Formel Na2O · 11 Al2O3 bis heute als Synonym von β-Al2O3. Die eigentlich falsche Bezeichnung β-Al2O3 bleibt aus historischen Gründen beibehalten.Der Autor dankt James Peters und John Richard Helliwell, University of Manchester, für die Namensidentifizierung von Joseph West.<h2 type="main">Der Autor</h2>Xian Wu forscht als wissenschaftlicher Mitarbeiter der TU Freiberg an neuen Fertigungsverfahren und Bindemitteltechnologien für Feuerfestkeramiken. Er promovierte 2011 in Organometallchemie und 2023 in Werkstofftechnik. In seiner Freizeit erkundet er die Wissenschaftsgeschichte.<ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264156047-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264156047-bib-0001">1 G. A. Rankin, H. E. Merwin, J. Am. Chem. Soc. 1916, 38(3), 568–588</li><li xml:id="nadc20264156047-bib-0002">2 S. B. Hendricks, L. Pauling, Z. Kristallogr. 1926, 64(3–4), 303–308</li><li xml:id="nadc20264156047-bib-0003">3 C. W. Stillwell, J. Phys. 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Das Rätsel des β‐Aluminiumoxids

Nuno Maulide ist organischer Chemiker und Österreichs Wissenschaftler des Jahres 2018. Was er eigentlich mal werden wollte, was er in der Forschung noch erreichen will und wie ihn seine Familie und die Musik dabei inspirieren.Nuno <link href="#nadc20264148098-fig-0001">Maulide forscht an stereoselektiver Synthese organischer Verbindungen und der Synthese biologisch aktiver Moleküle. Er hat unter anderem eine neue Synthesemethode für 1,4-Dicarbonyle entwickelt, mit denen sich Krebsmedikamente herstellen lassen. Maulide forscht mit seiner Gruppe am Institut für Organische Chemie der Universität Wien und ist bekannt dafür, unkonventionelle Reaktionen zu konzipieren, die klassische Regeln der organischen Synthese auf den Kopf stellen und effiziente umweltfreundliche Wege zu komplexen Molekülen eröffnen. Sein Ziel ist es, diese Moleküle in weniger Schritten, mit höherer Selektivität oder unter milden Bedingungen herzustellen. Das ist nachhaltiger und spart Zeit und Ressourcen – wichtig für Wirkstoff- und Materialentwicklung.<figure xml:id="nadc20264148098-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fds2x5z8o08rv3lwpvxv9"><figcaption><label>Abb.1: </label>Nuno Maulide ist Chemiker und sieht sich als Botschafter: „Wir müssen den Menschen auf der Straße erklären, was wir machen – in einer Sprache, die sie verstehen und die sie begeistert.“ Foto: Universität Wien</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Pianist, Mediziner oder Chemiker?</h2>Beinahe wäre Maulide gar nicht in der Chemie gelandet. Er wollte eigentlich <link href="#nadc20264148098-fig-0002">Pianist werden. „Im Alter von 17 Jahren stand für mich fest, dass ich Konzertpianist werden will – gegen den Willen meiner Familie. … [Ihr] zuliebe habe ich mich neben der musikalischen Ausbildung an der Musikuniversität für ein Medizinstudium in Lissabon beworben“, erzählte Maulide kürzlich in einem Interview mit der österreichischen Tageszeitung Der Standard. „Letztlich verfehlte ich die Aufnahme für das Medizinstudium trotz meines passablen Notendurchschnitts um wenige Kommastellen. Wie es das Schicksal wollte, war Chemie mein – zugegeben willkürlich gewählter – Zweitwunsch.“ Also wurde er Chemiker. Klavier spielt er seitdem weiter semiprofessionell (Foto rechts).<figure xml:id="nadc20264148098-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fdtin73iv07uqj04kll0t"><figcaption><label>Abb.2: </label>Klavier spielt Nuno Maulide semiprofessionell. Moleküle erinnern ihn an bestimmte Musikstücke. Foto: FCI Österreich</figcaption></figure></figure>Seit seinem Chemiestudium liegt es Maulide am Herzen, Wissen zu vermitteln. „Wir sollten versuchen, auch jene Personen für Wissenschaft zu begeistern, die damit noch nicht viel anfangen können“, sagt er im Gespräch mit dem Autor. Selbst tut er das nicht nur während seiner Vorlesungen. Beispielsweise gibt er in der Youtube-Serie Inside Chemistry: Chemie ist alles Einblicke in die Welt der Chemie, hält öffentliche Vorträge in der Kinderuniversität oder bei der Wiener Vorlesung: Die Kunst der Wissenschaft. In seinem Heimatland Portugal engagierte er sich auch an Schulen. Maulides erstes Buch Como se transforma ar em pão – wie sich Luft in Brot verwandelt – aus dem Jahr 2021 ist in Portugal ein Bestseller. Dadurch wurden Gymnasien und Fachhochschulen auf ihn aufmerksam, kontaktierten ihn mit der Bitte, Schüler:innen und Studierende für die Wissenschaft zu begeistern. „Ich hätte eine Busrundreise von Schule zu Schule zu Schule machen können,“ lacht Maulide. „Stattdessen entschied ich mich aus zeitlichen Gründen für Online-Fragerunden. Und dann habe ich über zwei Jahre jede einzelne Woche einen Video-Termin mit einer Schule in Portugal gehabt. Dann bin ich Papa geworden und habe dieses Projekt beendet. Aber diese Zeit war sehr bereichernd – für beide Seiten, denke ich.“<h2 type="main">Von Lissabon nach Wien</h2>Von Lissabon führte Maulides Weg in die Schweiz und dann an die Universität Louvain im französischsprachigen Teil Belgiens, wo er im Jahr 2007 eine Promotion begann. „In der Gruppe von Prof. István Markó zu forschen, war eine sehr gute Erfahrung. Das hat mein Leben verändert“, sagt Maulide. Weil er schon immer neugierig auf Amerika war, ging es im Anschluss für ihn als Postdoc nach Stanford. „Diese Erfahrung war wichtig und gut, aber die zwölf Monate in den USA haben mehr als gereicht. Ich war froh, zurück nach Europa zu kommen. Ich habe damals klar für mich festgestellt – aus tausenden verschiedenen kulturellen Gründen –, dass die USA kein Land sind, in dem ich mir vorstellen kann, langfristig zu leben.“Von 2009 bis 2013 war Maulide am Max-Planck-Institut für <link href="#nadc20264148098-fig-0003">Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr tätig (Foto S. 10), was er selbst als einen Höhepunkt seiner Karriere bezeichnet. „Diese Stelle als Max-Planck-Gruppenleiter war wie ein Sechser im Lotto. Ich wusste, ich bin privilegiert, dass ich diese Chance wahrnehmen kann. Ich bin dort angekommen und es gab kein Misstrauen. Da waren einfach neugierige Menschen. Innerhalb von relativ kurzer Zeit habe ich dann eine sehr erfolgreiche Forschungsgruppe aufgebaut.“<figure xml:id="nadc20264148098-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cml0fefpg74jv07uqq56p4yrh"><figcaption><label>Abb.3: </label>Nuno Maulide im Labor am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. Seine Zeit dort (2009 bis 2013) bezeichnet er selbst als einen Höhepunkt seiner Karriere. Foto: Max-Planck-Gesellschaft</figcaption></figure></figure>Von Mülheim ging Maulide nach Wien. Dabei bedeutete vor allem das konservative Umfeld an der Universität wieder eine Umstellung. „Da gab es anfangs Vorbehalte: Warum bekommt dieser Portugiese mit 33 Jahren diesen wichtigen Lehrstuhl? Viele dachten, der Maulide bleibt sowieso nur vier, fünf Jahre, der hat keine Lust, Deutsch zu lernen“, erinnert er sich an seinen vorurteilsbelasteten Start in Wien. „Der will auch nicht lehren, hieß es. Und er will nur ausländische Studierende einstellen und hat kein Interesse an den Studierenden unserer Uni.“ Davon ließ sich Maulide allerdings nicht entmutigen: „Ich unterrichte seit zehn, elf Jahren, mittlerweile auch auf Deutsch. Ich weiß das Talent der Studierenden zu schätzen und will deshalb auch Deutschsprachige früh im Studium für organische Chemie begeistern.“<h2 type="main">Groß denken</h2>Offenheit, Motivation und ungeschönte Ehrlichkeit sind ihm im Forschungsalltag wichtig: „Wenn sich ein talentierter Doktorand nicht weiterentwickelt, dann muss ich ihm das auch sagen. Aber ich hasse es, wenn es persönlich wird. Wissenschaft ist keine Liebesgeschichte“, sagt Maulide, der mittlerweile ein Team von 33 Forschenden aus zwölf Ländern leitet. Maulide motiviert seine Mitarbeitenden, groß zu denken: „Wir peilen in der Regel Veröffentlichungen in den Journalen Science und Nature an, auch wenn es uns dann nicht immer gelingt. Damit öffnen wir unseren Blick, sind kritisch gegenüber unserer eigenen Arbeit und hinterfragen alles.“Ob es überhaupt noch etwas Neues zu entdecken gäbe, dürfe man sich nie fragen. Maulide ist überzeugt: „Es gibt noch viel zu erforschen, gerade in der Chemie. Ich würde gerne unvorstellbare Reaktionen entdecken, die andere komplett verblüffen, sodass sie sich fragen, wie wir das gemacht haben und warum bisher niemand daran gedacht hat. Das sind für mich die allerbesten Veröffentlichungen.“Als Kreativbooster nutzt Maulide auch die Musik. Er findet, dass Chemie und Musik gut zusammenpassen: „Es gibt Moleküle, die mich an bestimmte Musikstücke erinnern. Moleküle können wie Melodien zunächst banal wirken, zeichnen sich bei genauer Analyse aber durch viele kleine Details aus. Vor allem die organische Chemie ist sehr ästhetisch – wie Kunst eben.“<h2 type="main">Kreative Babypause</h2>Derzeit steht die Forschung bei Maulide allerdings nicht im Vordergrund, denn er macht Babypause. Im Jahr 2024 wurde er Vater von Zwillingen. „Ich habe mich entschieden, dass ich diese Kinder wirklich unterstützen, ein präsenter Papa sein will. Die Chemie geht weiter, und Familie ist etwas ganz Wichtiges.“ Allerdings wäre Maulide nicht Maulide, wenn er die Nächte mit wenig Schlaf nicht auch für seine Forschung nutzen würde: „Ich schlafe, wenn überhaupt, fragmentiert drei bis vier Stunden pro Nacht. Ich bin dann im Zimmer mit den Kindern, damit meine Frau sich ein bisschen erholen kann.“ Da gebe es viele monotone Aufgaben, wie die Kinder mit der Milchflasche zu füttern, sagt Maulide. „Ich schaue die Babys dabei an, und das sind die besten Momente für Kreativität. Die besten Ideen sind mir gekommen, als ich halb Zombie, halb gelangweilt, einfach in einer statischen Situation über Forschung nachgedacht habe.“<h2 type="main">Für Chemie begeistern</h2>Im Jahr 2020 erschien Maulides Buch Die Chemie stimmt! – Eine Reise durch die Welt der Moleküle, das er zusammen mit der Wissenschaftsjournalistin Tanja Traxler aus Österreich verfasst hat. Darin zeigt er, wie Chemie uns täglich begleitet – vom Apfel bis zur Tiefkühlpizza, von Vitaminen bis zu Medikamenten, und wie die Chemie helfen kann, aktuelle Probleme wie Klimawandel, Welternährung und Ressourcenknappheit zu lösen.Maulide sieht sich und seine Mitforschenden in der Verantwortung als Botschafter: „Wir müssen den Menschen auf der Straße erklären, was wir machen – in einer Sprache, die sie verstehen und die sie begeistert. Das Tollste für mich ist, wenn ich bei Personen, die null Ahnung von Chemie haben, dieses Aha-Gesicht der Faszination und des Verstehens sehe, das ist richtig cool.“<h2 type="main">Der Autor</h2>Dieser Beitrag des promovierten Chemikers und Wissenschaftskommunikators Jörg Wetterau entstand in Zusammenarbeit mit den Nachrichten aus der Chemie und <url href="https://www.faszinationchemie.de/"><a href="https://faszinationchemie.de" target="_blank">faszinationchemie.de</a></url>, der Informationsplattform der GDCh.

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