Modernes Büro
Der sprechende Laubfrosch
Das Magnetophon war 1934 buchstäblich eine große ...Erfindung. 20 Jahre später waren Tonbandgeräte schon deutlich handlicher. Dabei dachte man aber – passend zum Fleiß der Wirtschaftswunderjahre – weniger an Musik als an Bürotätigkeiten. Ab 1954 nahm die solide gebaute Stenorette A (Gewicht 5,8 kg) brav alles auf, was man ihr per (Hand-)Mikro vorsagte und spielte es auf Kommando wieder ab. Das Diktiergerät wurde zum Top-Seller – und machte wegen seiner auffälligen Farbgebung als „Laubfrosch“ in vielen Vorzimmern Karriere. Das ging nur mit Chemie: Als „Datenträger“ dienten hauchdünne Kunststoffbänder, die, basierend auf Know-how aus der Dispersionstechnik, mit magnetisierbarem Carbonyleisen-Pulver beschichtet wurden. Heute schützt Carbonyleisen empfindliche Elektronik zum Beispiel in Handys vor Störstrahlung.
Modernes Büro
Und ab dafür!
Spurlos verschwunden ... Das klingt nach einem Schicksalsschlag ...– macht aber täglich gute Laune in unzähligen Büros. Und nicht nur dort: Kleine selbstklebende Notizzettel, die sich rückstandslos entfernen lassen, sind weltweit zur beliebten Gedächtnisstütze in Papierform geworden. Den Grundstein dafür legte der Chemiker Spencer Silver, der 1974 den entsprechenden Klebstoff entwickelte. Den Praxistest übernahm ein findiger Kollege, der kleine Zettel mit dem Kleber präparierte und mit diesen endlich mehr Ordnung in sein Gesangbuch brachte. Es war die Geburtsstunde eines zeitlosen Erfolgsprodukts, das sich auch im digitalen Zeitalter ungebrochener Beliebtheit erfreut. In Deutschland sind die ursprünglich gelben Haftzettel seit 1981 in allen erdenklichen Formen und Farben auf dem Markt und haben sich vom Lesezeichen zur universellen Organisationsstütze gemausert.
Modernes Büro
Kommunikation in Lichtgeschwindigkeit
Schnelles Surfen im Internet, fernsehen in Full-HD ...und telefonieren mit optimaler Sprachqualität – bei den stetig steigenden Datenmengen kommen die meisten Breitbandtechnologien allmählich an ihre Grenzen. Hier schaffen hochtransparente Glasfaserkabel Abhilfe. Diese übertragen die Daten nicht wie herkömmliche Kupferkabel mit elektrischen Impulsen, sondern mit Lichtsignalen. Der Clou: Hochreine Chlorsilane sorgen dafür, dass die hauchdünnen Fasern aus geschmolzenem Glas das Licht besonders gut und störungsfrei leiten – auch über längere Strecken. Zudem ermöglichen Glasfaserkabel eine deutlich höhere Bandbreite. So können selbst die größten Datenpakete sprichwörtlich in Lichtgeschwindigkeit verschickt werden.
Modernes Büro
Weitaus mehr als buntes Wasser
Ab 1984 war Drucken im Büro plötzlich viel angenehmer. ...Vor allem: leiser. Die ersten Tintenstrahldrucker lösten die lautstark kreischenden Nadeldrucker ab – und lieferten auch noch die besseren Ergebnisse. Scharfe Kanten, gestochenes Schriftbild und kräftige Farben ließen die rustikalen 9- und 24-Nadler mit ihren Farbbändern schnell museumsreif wirken. Hauptbestandteil von Druckertinten ist tatsächlich Wasser, das aber um weitere wichtige Bestandteile ergänzt wird. Farbstofftinte enthält wasserlösliche Tintenmoleküle von nur 2 Nanometern (nm) Größe, die in das Papier eindringen und gerade beim Fotodruck brillieren. Pigmenttinte besteht aus größeren, wasserfesten Pigmenten (50 bis 150 nm), die auf dem Papier haften. Dazu kommen je nach Bedarf Polymere als Bindemittel für optimale Abriebfestigkeit, Zusätze für die optimale Tropfenform und gegen das Wellen des Papiers sowie Feuchthalte-, Konservierungs- und Lösemittel.
Modernes Büro
Hochreine Herzen
Ob Desktop-Rechner am Büro-Arbeitsplatz oder Tablet ...und Smartphone für den Unterwegseinsatz: Ohne Mikroprozessoren und Speicherchips würde keiner unserer treuen Begleiter funktionieren. Damit die kleinen Leistungskerne ihren rasend schnellen Dienst tun können, muss die Chemie ihren Hauptbestandteil aufwendig reinigen und veredeln. Silizium kommt in einfacher Form häufig in der Natur vor. Es ist das zweithäufigste Element in der Erdkruste. Doch erst nach komplexen chemischen Destillations- oder Schmelzprozessen liegt das begehrte Halbleitermaterial in fast 100-prozentiger Reinheit vor: Nur einige wenige Fremdatome befinden sich dann noch unter 1 Milliarde Siliziumatomen. Erst bei diesem Reinheitsgrad leisten die elektronischen „Herzen“ in Mobilgeräten zuverlässig ihren Dienst. So nutzt sie heute schon jeder dritte unterwegs oder im Homeoffice für die Arbeit (Quelle: Bitkom e.V.).
Musik
Architektur in Nanometern
Fortgeschrittene Prozessoren können heute über 100 ...Milliarden Transistoren enthalten, die miteinander verschaltet sind. Diese Schaltkreise werden in einzelne Felder auf einer mit Fotolack beschichteten Halbleiterscheibe aus Silizium (Wafer) geätzt. Diese Felder – die späteren Mikrochips – werden bis zu 50 Mal lackiert, belichtet, fixiert und ebenso oft gebrannt, geätzt und gesäubert. Solange, bis alle Informationen untergebracht und zu einem funktionierenden Schaltkreis verbunden sind. Anschließend wird der so über viele Schichten aufgebaute Mikrochip aus dem Wafer ausgesägt und – in einer Vergussmasse geschützt – in ein Gehäuse eingebettet. Jeder dieser vielen Arbeitsschritte kann nur mit speziellen Chemikalien durchgeführt werden. Erst diese Produkte ermöglichen zusammen mit den Silizium-Wafern immer leistungsfähigere Prozessoren für Computer, Smartphones und Tablets.
Kommunikation
Vom Steinbruch zum Silicon Valley
Chemie im Alltag wird über moderne Kommunikationstechnik ...am besten greifbar. Das chemische Element Silizium ist das Ausgangsmaterial für Computerprozessoren, Speicherchips und Transistoren. In der Natur kommt es nur in Verbindung mit anderen Elementen vor. Um es in der Produktion verwenden zu können, sind aufwendige chemische Veredelungsprozesse notwendig. Einen Reinheitsgrad von 99 % erreicht man, indem man dem Sand bei 1800° C durch die Zugabe von Kohlenstoff den Sauerstoff entzieht. Das Rohsilizium ist allerdings nicht rein genug für die Mikroelektronik. Nach einer Reaktion mit Chlorwasserstoff entsteht in einem mehrstufigen Trenn- und Abscheideprozess kristallines Silizium mit einem Reinheitsgrad von nahezu 100 Prozent. Es ist so rein, dass es für die Herstellung von Solarzellen und Halbleitern genutzt werden kann.
Schon gewusst?
Silizium lässt sich heute mit fast 100%iger Reinheit gewinnen. Dann kommen auf 1 Milliarde Siliziumatome nur noch ein paar wenige Fremdatome.
LED
Dünn, dünner, OLED
Gerade noch verdrängt die LED die Glüh- und sogar ...die Energiesparlampe, schon bahnt sich die nächste Beleuchtungsrevolution an: OLEDs, organische lichtemittierende Dioden, bestehen aus kleinen Molekülen oder Polymeren. Diese halbleitenden Materialien werden in einer nur wenige Hundert Nanometer dünnen Schicht zwischen einem Plus- und einem Minuspol auf Glas oder Folie aufgetragen. Unter elektrischer Spannung leuchten sie von selbst. OLEDs können in diversen Farben leuchten, geben kaum Wärme ab, sind stufenlos dimmbar und strahlen flächiges und blendfreies Licht aus. Künftig könnten sie z. B. an Wänden oder Möbeln für stimmungsvolles Ambiente in Wohnräumen sorgen oder auch als „schaltbare Jalousie“ an Fenstern dienen: Ausgeschaltet gewähren die transparenten OLEDs vollen Durchblick, leuchtend schotten sie neugierige Blicke von außen ab.
Kommunikation
Chemie im Alltag: LCDs
Jeder kennt sie, aber kaum unter ihrem deutschen Namen ...„Flüssigkristallanzeige“: LC-Displays (LCDs). Als Bildschirm nutzen wir sie täglich in Mobiltelefonen, Notebooks, Monitoren und Flachbildfernsehern. LCDs verfügen über eine Hintergrundbeleuchtung und sind in viele kleine Bildpunkte (Pixel) unterteilt. Flüssigkristalle sind Substanzen, deren optisch-physikalische Eigenschaften sich je nach Ausrichtung der enthaltenen Kristalle ändern. Die Chemie mischt und ordnet die Kristalle neu – so, wie es der jeweilige Anwendungszweck erfordert. Legt man eine elektrische Spannung an, verändern sich in jedem Pixel die Eigenschaften der Flüssigkristalle und beeinflussen so das durchscheinende Licht. Die Pixel setzen sich zu einem kontrastreichen und scharfen Bild zusammen – auch zur Freude von Filmfreunden und PC-Spielern, die von der Chemie im Alltag profitieren.
Urlaub
Einfach mehr drauf haben
Wie Schatzkästchen verwahren Flashspeicher unsere ...Bilder, Songs und Daten in Kameras, USB-Sticks, Handys und Computern und geben sie auf Knopfdruck wieder frei. Weil Flashspeicher, anders als Festplatten, ohne bewegliche Teile auskommen, arbeiten sie geräuschlos und energiesparend. Auf dem Speicher selbst sitzen dicht gedrängt Milliarden von Speicherzellen. Jede davon kann über 100.000-mal beschrieben und beinahe unendlich oft ausgelesen werden. Die permanente Miniaturisierung der Geräte verschärft dieses Platzproblem noch, doch die Chemie kann helfen: Hochreines Hexachlordisilan, ein Rohstoff auf Siliziumbasis, ermöglicht feinste Strukturbreiten der Zellen noch unter den heute üblichen 25 Nanometern (ca. 1/3.000 eines menschlichen Haares). Das heißt: Flashspeicher fassen noch viel mehr Daten – und unsere Geräte haben einfach mehr drauf.
Schon gewusst?
Ruße (Carbon Blacks) werden heute gezielt hergestellt. 85 % davon gehen an die Reifenindustrie, 15 % färben Farben, Lacke und Tinten schwarz.
