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Kohlenstoffe erforschen, um die Umwelt zu schützen – die Umweltchemikerin Long Ran im Porträt

29-06-2017

Von Lu Rucai

 

Am 23. März dieses Jahres fand in Paris die feierliche Verleihung des 2017 L’Oreal-UNESCO Award for Women in Science statt. Fünf Wissenschaftlerinnen aus verschiedenen Ländern wurden aufgrund ihrer bahnbrechenden wissenschaftlichen Entdeckungen ausgezeichnet und auch 15 jüngere Wissenschaftlerinnen betraten die Tribüne und wurden geehrt. Unter diesen war auch Long Ran, Postdoktorin von der University of Science and Technology of China (USTC). Die vielversprechende Naturwissenschaftlerin arbeitet derzeit im staatlichen Schwerpunktlabor National Synchrotron Radiation Laboratory der USTC und wurde aufgrund ihrer Forschungsergebnisse im Bereich der Umweltchemie, die sich vor allem auf die photokatalytische Kohlendioxidumwandlung, eine Energietechnologie mit Zukunft beziehen, gewürdigt. Sie und die anderen 14 jüngeren Wissenschaftlerinnen wurden in das L’Oreal-UNESCO-Förderprogramm für die weltweit talentiertesten Wissenschaftlerinnen aufgenommen.

Am 23. März dieses Jahres fand in Paris die feierliche Verleihung des 2017 L’Oreal-UNESCO Award for Women in Science statt. Fünf Wissenschaftlerinnen aus verschiedenen Ländern wurden aufgrund ihrer bahnbrechenden wissenschaftlichen Entdeckungen ausgezeichnet und auch 15 jüngere Wissenschaftlerinnen betraten die Tribüne und wurden geehrt. Unter diesen war auch Long Ran, Postdoktorin von der University of Science and Technology of China (USTC).

„Ich schätze mich glücklich, in das Programm aufgenommen zu werden. Dadurch habe ich die Chance, von den fünf herausragenden Wissenschaftlerinnen zu lernen und mich mit den anderen gleichaltrigen Fachkolleginnen auszutauschen. Für mich ist das der größte Gewinn“, sagt Long Ran in einem Interview mit China Today.

Neugier als Antrieb für wissenschaftliche Forschung

Long Ran wurde im Jahr 1987 in Fuyang, Provinz Anhui, geboren. „Mir scheint eine Eigenschaft mit in die Wiege gelegt worden zu sein, nämlich stets nach dem ‚Warum?‘ zu fragen. Diese starke angeborene Neugier wurde von meinen Eltern gefördert“, erinnert sie sich. „Sie haben mich immer wieder ermuntert, die Dinge in meiner Umgebung genau zu betrachten und die dahinter stehenden Ursachen zu hinterfragen, damit meine naturwissenschaftlichen Interessen entfaltet werden.“

Im Jahr 1999 wurde sie in die Unterstufe (etwa Sekundarstufe 1) der Fuyanger Mittelschule Nummer 1 (heute die Fuyanger Experimentelle Mittelschule) aufgenommen und dort absolvierte sie auch die Oberstufe (etwa Sekundarstufe 2). Im Jahr 2005 bekam sie einen Studienplatz an der USTC durch die erfolgreiche Teilnahme an der Hochschulaufnahmeprüfung mit der neuntbesten Note der ganzen Schule. An dieser renommierten Universität absolvierte Long Ran zuerst ein Bachelorstudium und dann ein Masterstudium und erlangte schließlich die Doktorwürde durch eine Promotion. Heute ist sie als Forscherin im oben genannten Labor angestellt.

Bereits vor ihrer Abreise nach Paris zur Preisverleihung wurde die ehemalige Schulabsolventin der Fuyanger Mittelschule Nummer 1 als Vorbild gefeiert. Am Tor des Schulhofs wurde ein überdimensionales Spruchband angebracht: „Herzliche Glückwünsche an Long Ran, Preisträgerin des L’Oreal-UNESCO Award for Women in Science“. Die Schulleitung wollte damit die für Prüfungen büffelnden Schüler dazu motivieren, sich an Long Ran ein Beispiel zu nehmen und künftig auch innovative wissenschaftliche Leistungen zu erbringen.

Zhang Hongliang, Chemielehrer an der Fuyanger Mittelschule Nummer 1, sagte, dass seine ehemalige Schülerin Long bereits in der Unterstufe der Mittelschule eine ausgeprägte Vorliebe für den Chemieunterricht gezeigt habe. Longs Interessen konnten sich voll entfalten, nachdem sie Chemie als Hauptstudienfach im Hochschulstudium gewählt hatte. Die USTC ist dafür bekannt, dass sie bei Lehre und Forschung die High-Tech und Spitzenforschung hervorhebt. Nach ihrer Gründung im Jahr 1958 hat sie Fachrichtungen eingerichtet, in denen vom Staat dringend benötigte Absolventen in neuen wissenschaftlichen Disziplinen in Verbindung mit Hochtechnologieorientierung ausgebildet werden sollten. Zahlreiche Spitzenwissenschaftler Chinas wie der Mathematiker Hua Luogeng und der Physiker Qian Xuesen haben zum guten Ruf der Universität maßgeblich beigetragen. Dadurch wurde eine große Anzahl von hoch qualifizierten Fachkräften hervorgebracht. Nach ihrer Umsiedlung von Beijing in die Provinzhauptstadt Hefei im Jahr 1970 entwickelt sie sich zu einer Hochburg der wissenschaftlichen Innovation auf nationaler Ebene. Neben zahlreichen naturwissenschaftlichen Fächern verfügt die Universität heute über sechs staatliche Zentren für Grundlagenforschung und fachliche Ausbildung in den Fachbereichen Mathematik, Physik, Mechanik, Astronomie, Biologie und Chemie. Außerdem betreibt die Universität noch wissenschaftliche Forschungsinstitutionen auf nationaler Ebene wie z. B. das National Synchrotron Radiation Laboratory, das State Key Laboratory of Particle Detection and Electronics und das Hefei High Performance Computing Center. Wie oben bereits erwähnt, arbeitet Long Ran im National Synchrotron Radiation Laboratory und dieses staatliche Schlüssellabor steht inländischen und ausländischen Wissenschaftlern offen.

Im Jahr 2008, als Long noch im dritten Studienjahr war, wurde sie ins Team von Professorin Xie Yi, damals bereits Preisträgerin des 17th L'Oreal-UNESCO Award for Women in Science, aufgenommen. In diesem Wissenschaftlerteam war Long immer wieder von den wissenschaftlichen Fragestellungen und Forschungsaufgaben fasziniert. Bei ihrer Promotion nahm sie an der Forschungsarbeit im von Professor Xiong Yujie geleiteten Team teil. Danach arbeitete sie mit Professor Song Li zusammen. Durch diese Werdegänge wurde sie schließlich eine Expertin, die sich der chemischen und Energieforschung verschrieben hat.

Einsatz für die Forschung über fossile Energieträger

Im von Long Ran betriebenen wissenschaftlichen Fach geht es um Design und kontrollierbare Synthese von anorganischen Funktionsmaterialien sowie die auf Synchrotronstrahlung basierte Gestaltung der Struktur-Wirkungs-Beziehung und die Katalysatoranwendung. „Die Stoßrichtung meiner Forschung zielt auf das Design von Katalysatoren ab. Seit einiger Zeit richtete ich mein Augenmerk auf die von der Solarenergie bewirkte katalytische Umwandlung, insbesondere die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid im Kohlenstoffkreislauf. Es geht also um den präzisen Entwurf bestimmter Katalysatoren für die Umwandlung von Kohlendioxid durch Solarenergie“, erklärt sie. Seit einigen Jahrzehnten sei der Kohlenstoffgehalt in der Ökosphäre rasant gestiegen, was deren Entwicklung erheblich beeinflusse. So stiegen die Temperatur der Erde und die Kohlenstoffkonzentration unaufhörlich, was Probleme der Ökosysteme verursacht, gibt die Wissenschaftlerin zu bedenken.

„Es ist eine allgemein bekannte Tatsache, dass eine große Menge von Kohlendioxid bei der Verbrennung fossiler Energieträger in die Luft emittiert wird. Derzeit arbeiten wir daran, dieses Kohlendioxid unter Zuhilfenahme von hocheffektiven und wählbaren, d. h. zur Auswahl stehenden, Katalysatoren in den gasförmigen Zustand zu bringen oder in flüssige Brennstoffe umzuwandeln. Dadurch könnte in der Zukunft zum einen die durch Produktion verursachte Kohlenstoffemission verringert, zum anderen die rasante Erhöhung der Konzentration von Kohlendioxid effektiv gebremst und drittens auch der Anstieg der Erdtemperatur verlangsamt werden“, erklärt Long. Bei der Erforschung des Umwandlungsprozesses des atmosphärischen Kohlendioxids in Brennstoffe habe sie sich für die Forschung zur Umwandlung des Kohlendioxids in Methangas entschieden, ergänzt sie.

Sie konzentriere sich derzeit auf die Entwicklung von hocheffektiven Katalysatoren, die zur Verringerung von Energieverbrauch und Verschmutzung in verschiedenen chemischen Reaktionen dienen sollten. Die wissenschaftliche Forschung stehe dem Wesen nach in engster Verbindung mit der Energie- und Umweltforschung, betont sie.

Aufgrund ihrer intensiven Forschungsarbeiten hat die Umweltchemikerin bereits eine Reihe von Etappenerfolgen erzielt, die sie in mehr als 30 Beiträgen für renommierte internationale Wissenschaftszeitschriften dokumentiert hat. Zudem hat sie einige wichtige Preise abgeräumt, darunter den Preis des Präsidenten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und den Preis für herausragende Dissertationen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. „Das Nahziel meiner Forschung ist es, die Aktivität und Wählbarkeit der Katalysatoren für die Umwandlung des Kohlendioxids zu erhöhen. Mein Fernziel möchte ich dahingehend definieren, dass durch meine Forschungsarbeit ein Weg für den durch Solarenergie angetriebenen künstlichen Kohlenstoffkreislauf geebnet werden kann, damit die sich Jahr für Jahr erhöhende Kohlenstoffkonzentration in der Ökosphäre verlangsamt wird“, so erläutert die Umweltschützerin.

Die wissenschaftliche Atmosphäre fördert Erfolge

Die internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit und der Austausch mit ausländischen Kollegen seien ein wichtiger Bestandteil der wissenschaftlichen Forschung, sagt Long. „Zurzeit befindet sich die Forschung zur Umwandlung des Kohlendioxids weltweit noch in der Phase der Grundlagenforschung und der anfänglichen Erkundung. Unsere Arbeit ist ein Bestandteil davon“, ergänzt sie weiter. „Alle Wissenschaftler in unserem Fachbereich streben dem Ziel zu, das Problem der Kohlendioxidumwandlung auf wissenschaftlichem Wege zu lösen.“

In ihrer nahezu 10-jährigen Karriere in der wissenschaftlichen Forschung spürte Long hautnah die starke Verbesserung der Hardware und Software. Den wissenschaftlichen Mitarbeitern stehen fortschrittliche Anlagen und moderne technische Plattformen in der Universität und den Labors zur Verfügung und die Chancen für den internationalen Austausch vermehren sich. Dadurch können die chinesischen Wissenschaftler den international neuesten Forschungsstand kennen lernen. Long selbst ist davon überzeugt, dass „künftig immer mehr chinesische Wissenschaftler Auszeichnungen der Weltklasse einheimsen werden“.

Vor der Preisverleihung in Paris wurde Long von der China Association for Science and Technology zu einer der „viel versprechenden Wissenschaftlerinnen der Zukunft“ gekürt und auch in das entsprechende Förderprogramm aufgenommen. Long begrüßt sehr dieses eigens für weibliches Forschungspersonal eingerichtete Programm. „Derartige Programme spenden Studentinnen, Berufsanfängerinnen und Forscherinnen in der Wissenschaft eine besondere Wärme und Hoffnung“, sagte die Forscherin Long.

Zu ihrem Freundkreis gehören in erster Linie auch Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen. „Ich bin schließlich eine einfache Mitarbeiterin unter vielen und verrichte auch eine einfache Arbeit. Ich hoffe, dass die Ergebnisse meiner wissenschaftlichen Forschung der Umwelt und der Menschheit im gewissen Grade dienlich sein können“, schlussfolgert sie.

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