Chinesische Wissenschaftler der Akademie der Wissenschaften haben auf drei Entdeckungen in der Chemie aufmerksam gemacht, die bereits Labore auf der ganzen Welt verändert haben, aber noch nicht die höchste Anerkennung erhalten haben – den Nobelpreis. Die Rede ist von der DNA-Sequenzierung der neuen Generation, fortschrittlichen Solarzellen auf Perowskitbasis und der Katalyse der Bildung von Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen. Diese Arbeiten, so die Experten, bilden die Grundlage der modernen Forschung in Medizin, Energiewirtschaft und Pharmazie.
Die DNA-Sequenzierung der neuen Generation hat das Lesen des Genoms von einem aufwendigen Verfahren in ein zugängliches Instrument verwandelt. Grundlage der Methode ist die chemische Modifikation von Nukleotiden: Sie tragen eine Fluoreszenzmarkierung und einen vorübergehenden Block, der das Wachstum der Kette stoppt. Das schrittweise Hinzufügen von Basen, die Aufnahme des Signals und das Entfernen der Markierung ermöglichen es, Millionen von Fragmenten gleichzeitig zu lesen. Dadurch sind die Diagnose seltener Krankheiten, die Erforschung von Krebs und die Verfolgung von Virusmutationen zur Routine geworden.
Der zweite Kandidat sind Solarzellen auf Perowskitbasis. Diese Materialien mit einer besonderen Kristallstruktur lassen sich leicht auf verschiedene Bereiche des Sonnenspektrums abstimmen. Die Schichten können mit Silizium in Tandemzellen kombiniert werden, wodurch die Gesamteffizienz steigt. Die Herstellung aus Lösungen bei niedrigen Temperaturen verspricht geringere Kosten, obwohl die Stabilität im Freien für die Ingenieure eine ernste Aufgabe bleibt.
Die dritte Richtung sind die Reaktionen zur Bildung von Kohlenstoff-Stickstoff-Bindungen, bekannt als Buchwald-Hartwig-Aminierung. Palladiumkatalysatoren ermöglichen es, stickstoffhaltige Gruppen zuverlässig an aromatische Ringe zu binden. Solche Bindungen kommen in den meisten modernen Arzneimitteln vor, und die Methode hat die Möglichkeiten der Synthese neuer Moleküle für die Pharmazie erheblich erweitert.
Alle drei Entdeckungen eint eines: Sie entstanden an der Schnittstelle der Chemie zu anderen Wissenschaften und sind bereits unverzichtbare Werkzeuge geworden. Chinesische Forscher betonen, dass gerade grundlegende chemische Lösungen Durchbrüche in der Genomik, der erneuerbaren Energie und der Arzneimittelentwicklung möglich gemacht haben. Es bleibt abzuwarten, ob diese Arbeiten die lang erwartete Anerkennung erhalten.
