Eliteakademie im akademischen Jahr 2026

Mitglieder der Eliteakademie profitieren von einem einzigartigen Förderprogramm, das weit über das reguläre Studium hinausgeht:

• Ringvorlesungen mit Professor*innen, führenden Wissenschaftler*innen sowie Partnern aus Forschung und Industrie – etwa alle vier Wochen mit spannenden Themen und intensiven Diskussionen.
• (Industrie-) Exkursionen geben Einblicke in aktuelle Forschung und industrielle Anwendungen.
• Netzwerke & Mentoring ermöglichen den fachlichen Austausch und stärken die persönliche Entwicklung.
• Individuelle Förderung durch Unterstützung bei Praktika, Stipendien, Forschungsaufenthalten und internationalen Erfahrungen.

Förderung für Studierende
Mitglieder der Eliteakademie erhalten eine vielfältige Unterstützung:

• Unterstützung bei der Auswahl und Beantragung von außeruniversitären Praktika, Auslandspraktika, Stipendien und Auslandsaufenthalten.
• Vermittlung von Forschungspraktika sowie Zugang zu Industrie-Exkursionen.
• Früher Zugang zu Master-Wahlveranstaltungen bereits im Bachelor.
• Möglichkeit zur Teilnahme am Fast-Track-Programm, mit intensiver Einbindung in Forschungsprojekte einzelner Forschungsgruppen während des Masterstudiums.

Auswahlverfahren
Die Aufnahme in die Eliteakademie erfolgt durch die Fakultät. Jährlich werden die leistungsstärksten Studierenden der Fakultät Chemie und Materialwissenschaften ausgewählt – basierend auf Studienfortschritt und Notendurchschnitt.

Teilnahmeberechtigt sind Studierende folgender Studiengänge:

• Chemie (B.Sc. / M.Sc.)
• Biochemie (B.Sc.)
• Lebensmittelchemie (B.Sc. / M.Sc.)
• Materialwissenschaften (B.Sc. / M.Sc.)
• Lehramt Chemie (B.A. / M.Ed.)

Für besonders begabte Schülerinnen und Schüler der Klassen 10–13

Sie interessieren sich für Chemie und Materialwissenschaften und möchten schon während der Schulzeit Einblicke in die Forschung erhalten? Dann bietet Ihnen die Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft genau diese Möglichkeit.

Als Teilnehmerin oder Teilnehmer erwarten Sie:

• Ringvorlesung: Gemeinsam mit Studierenden lernen Sie aktuelle Themen aus Chemie und Materialwissenschaft kennen.
• Laborpraktika: Sammeln Sie eigene Erfahrungen in den Laboren der Fakultät Chemie.
• Exkursionen: Entdecken Sie spannende Orte bei ausgewählten Exkursionen.
• Zusätzliche Angebote: Sie können an Veranstaltungen wie dem Schnupperstudium mit Schnupperpraktikum, Schülerpraktika oder dem Frühstudium teilnehmen und erhalten dabei Einblicke in die Arbeit von Forschungsgruppen.

Bewerbung
Die Bewerbung läuft zentral über die Homepage der Fakultät 3 der Universität Stuttgart.
Bitte auf den untenstehenden Link klicken.
Die Auswahl der Teilnehmerinnen und Teilnehmer erfolgt durch eine Kommission der Fakultät.
Bewerbungsfrist: 30. September 2025
Der Bewerbungszeitraum ist abgeschlossen. Es werden keine Bewerbungen mehr entgegengenommen. 

Flyer zum Download.

17.10.2025
Jun.-Prof. Dr. Franziska Traube, Universität Stuttgart
Die Chemie der ewigen Jugend: Wie Stammzellen jung bleiben

28.11.2025
Dr. Christian Schaller, Pfinder KG, Böblingen
Eine kleine Reise durch die wunderbare Welt der Farben und Lacke

23.01.2026
Dr. Enno Kätelhön, NTT DATA Deutschland SE
AI auf dem Vormarsch: Wer braucht noch Wissenschaftler*innen?

Feb./März 2026

Exkursion für Studierende

Feb./März 2026
Fehling-Lab
Experimentiernachmittag für Schüler*innen

24.04.2026
Prof. Dr. Sabine Ludwigs, Universität Stuttgart
Intelligente Polymere für Organische Elektronik und Soft Robots

voraussichtlich 09. oder 16.05.2026

Gemeinsame Exkursion für Schüler*innen und Studierende

26.06.2026
Prof. Dr. Heike Maier, Seminar für Ausbildung und Fortbildung der Lehrkräfte Stuttgart
Wasserstoff als Lösung des Energieproblems?

10.07.2026

Experimentalvorlesung
mit anschließendem gemeinsamen Ausklang am Campus Beach

Das akademische Jahr 2025/26 begann bei der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft, wie das vorangehende geendet hatte – vor einem vollen Hörsaal. Mehr als 200 junge Menschen – talentierte Schüler*innen aus ganz Baden-Württemberg und die besten Studierenden der Fakultät Chemie – hatten sich eingefunden, um etwas über die „Chemie der ewigen Jugend“ zu lernen. Als Referentin führte Frau Jun.-Professorin Dr. Franziska Traube mit den Worten „Für mich ist Biologie die Chemie der Zelle.“ ins Thema ein. Sie erläuterte dann, dass junge Stammzellen noch keinen oder nur einen geringen Spezialisierungsgrad haben und sich damit zu allen möglichen Zelltypen entwickeln können. Es können daher aus einer pluripotenten Stammzelle z.B. Muskelzellen, Blutzellen oder auch Nervenzellen entstehen. Junge Stammzellen haben zudem ein hohes Teilungs- und Erneuerungspotential.

Um sich zu vermehren, teilen sich Zellen in zwei Tochterzellen. Soll die Stammzellpopulation erhalten bleiben, ist eine Tochterzelle ein Duplikat der Mutterzelle und damit eine neue Stammzelle. Die andere Tochterzelle hingegen spezialisiert sich weiter und Stammzelleigenschaften gehen verloren. Man spricht hier von asymmetrischer Zellteilung. Es können sich aber auch beide Tochterzellen weiter spezialisieren. So entwickeln sich aus totipotenten Stammzellen pluripotente Stammzellen und aus diesen multipotente Stammzellen, die bereits eine Spezialisierungs-Richtung eingeschlagen haben, aber noch nicht vollständig spezialisiert sind. Entscheidend dafür, in welche Richtung sich eine Zelle entwickelt, ist das biologische Milieu, in dem sich die Zell befindet.

Die meisten Stammzellen gibt es in der Embryogenese, die beim Menschen nach der Befruchtung der Eizelle einsetzt und sich über einen Zeitraum von etwa acht Wochen erstreckt. Aus den in der Embryogenese vorliegenden Stammzellen muss sich schließlich auch ein ganzer Organismus bilden. Aus der befruchteten Eizelle bildet sich durch mehrere Zellteilungsschritte die Blastozyste, in der sich embryonale Stammzellen befinden. Aus embryonalen Stammzellen, die noch pluripotent sind, können sich alle Zelltypen des menschlichen Körpers entwickeln. In der dritten Woche der menschlichen Embryonalentwicklung findet mit der Gastrulation ein Spezialisierungsschritt statt. Hier entwickelt sich das Embryos von einer einfachen Struktur in eine komplexere Form mit mehreren Schichten, was schließlich zur Bildung verschiedener Organe und Gewebe führt. In der Phase der Gastrulation werden das Ektoderm, das Mesoderm und das Endoderm gebildet. Aus dem Ektoderm entstehen durch Differenzierung Zellen mit Kontakt zur Umwelt und das Nervensystem, aus dem Mesoderm Zellen im Stütz-, Muskel-, Blut- und Urogenitalsystem (z.B. Knochen, Herz, Blutzellen) und aus dem Endoderm die Epithelzellen der inneren Organe (z.B. Lunge, Leber).

 In Deutschland ist die Herstellung von menschlichen embryonalen Stammzellen im Labor verboten, ein Import ist aber unter strengen Bedingungen erlaubt.

Wie spezialisieren sich nun aber die Zellen und warum entwickeln sich auch eineiige Zwillinge, die doch die gleich DNA haben, unterschiedlich? Die Epigenetik beschreibt, wie Umwelt und Lebensstil unsere Gene ohne Änderungen der zugrundeliegenden DNA-Sequenz beeinflussen. Zum Ablesen und damit zur Vervielfältigung muss die DNA frei vorliegen. Wenn sie dicht gepackt vorliegt, ist sie nicht ablesbar. Da jede Zelle ein Cytoskelett benötigt, liegen diese Teile der DNA i.a. frei vor. Ein DNA-Doppelstrang einer menschlichen Zelle würde, wenn er entwunden vorliegen würde, eine Länge von etwa 2 m haben. Damit die DNA nun in den Zellkern passt, muss sie entsprechend „aufgewickelt“ sein. Die negativ geladene DNA wickelt sich um basische Histone und bildet Nukleosome, die mithilfe von Nichthiston-Proteinen noch dichter gepackt werden. Bestimmte Zellen unseres Körpers benötigen unterschiedliche Gen-Abschnitte der DNA. Damit sind aber die meisten Gene einer Zelle abgeschaltet. Die Epigenetik beschäftigt sich damit, wie Umwelt- oder Lebensstil die Aktivität der Gene beeinflussen, d.h. ob bestimmte Gene aktiv sind oder nicht. Epigenetische Mechanismen steuern den Zugang zu den Genen. Werden bspw. Methylgruppen an die DNA gebracht, erschweren Sie den Zugang zur DNA und deaktivieren so z.B. ein entsprechendes Gen. Auch Histonmodifikationen beeinflussen die Genaktivität, indem durch chemische Änderungen an den Histonen die DNA straffer gepackt oder aufgelockert werden kann. Die epigenetischen Modifikationen der Gene werden durch Umwelt und Lebensstil wie Ernährung aber auch Stress beeinflusst. Durch gesunde Ernährung können so Gene aktiviert werden, die z.B. den Zellschutz unterstützen. Nun erschloss sich den Teilnehmer*innen auch, warum sie zu Beginn des Vortrags von Frau Professorin Traube alle einen Apfel bekommen hatten – als Hinweis auf die Bedeutung von gesunder Ernährung. Trotzdem altern unsere Zellen unaufhörlich.

„Wie bleiben Stammzellen nun aber jung?“, stellte Frau Traube die Frage, die sie dann auch selbst beantwortete: „Indem sie möglichst wenig tun!“. Und um ewig jung zu bleiben: Hier müsste man eine Reprogrammierung der Zellen durchführen.

An den Veranstaltungen der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft hat im akademischen Jahr 2025 wieder eine Großzahl an talentierten jungen Leuten regelmäßig teilgenommen: insgesamt erfüllten 151 Schüler*innen und 32 Studierende die Bedingungen für die Teilnahmebescheinigung. Während die Schüler*innen ihre Teilnahmebescheinigungen bereits am Ende des Schuljahres 2024/25 in ihrer Schule überreicht bekommen haben, wurden die Studierenden in der zweiten Veranstaltung der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft des akademischen Jahres 2026 ausgezeichnet: unter dem Applaus der Teilnehmer*innen des aktuellen Jahrgangs überreichte Prof. Dr. Rainer Niewa den anwesenden studentischen Teilnehmer*innen des vergangenen Jahres ihre Teilnahmebescheinigungen. Wir freuen uns über diese große Resonanz und hoffen auf eine gleichbleibende Motivation der Teilnehmer*innen im neuen akademischen Jahr.

Wo können Chemiker*innen nach Ihrem Studium arbeiten? Diese Frage stellen sich Studieninteressierte oder Studierende sicherlich häufiger. Um einen Einblick in die beruflichen Möglichkeiten nach einem Chemie-Studium zu geben, war zum zweiten Vortrag der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft im akademischen Jahr 2025/26 mit Dr. Christian Schaller ein Industrievertreter eingeladen, der ganz persönlich über seinen Werdegang berichtete. Das Thema seines Vortrags „Eine kleine Reise durch die wunderbare Welt der Farben und Lacke“ deutete natürlich schon das Fachgebiet an, mit dem er sich beschäftigt.

Zur Einführung in das Thema stellte Dr. Christian Schaller die Frage, was eigentlich Farben sind. Physikalisch gesehen ist Farbe sichtbares Licht im Wellenlängenbereich zwischen 380 und 780 nm und damit ein Sinneseindruck, der im menschlichen Sehsystem hervorgerufen wird, wenn Licht auf die Netzhaut im Auge trifft und die lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an unser Gehirn senden. Licht aus verschiedenen Wellenlängenbereichen erzeugt dabei jeweils einen anderen Farbeindruck. Umgangssprachlich verstehen wir aber unter „Farbe“ eine flüssige oder pastöse Substanz, mit der man anstreichen, malen oder färben kann, also z.B. Wandfarbe, Fingerfarbe etc. Unter dem Begriff Lack versteht man eine glänzende, feste Farbschicht bzw. das Material, mit dem diese Schicht hergestellt wird. Damit sind Farben und Lacke aber auch Beschichtungsstoffe, die man auf Oberflächen aufträgt, um diese zu schützen und zu gestalten. „Eigentlich ist alles beschichtet“, sagte Dr. Schaller. Damit ist die Grundfunktion von Lacksystemen eigentlich der Schutz, heute kommen aber zusätzliche Funktionen hinzu. Der größte deutsche Anbieter von Farben und Lacken ist BASF Coatings, die meisten deutschen Farb- und Lackhersteller sind aber eher kleinere, dem Mittelstand zuzurechnende Firmen – ein Hinweis für die Zuhörer*innen, dass ein Chemiker oder eine Chemikerin eben nicht nur nach Arbeitsstellen in den großen Chemie-Firmen suchen soll, sondern dass es eben auch ganz viele Möglichkeiten in mittelständischen Unternehmen gibt.

„Woraus sind Beschichtungen nun zusammengesetzt?“, fragte Dr. Christian Schaller in die Runde. Bestandteile von Beschichtungen sind Lösungsmittel, Bindemittel, Additive, Pigmente sowie Fasern und Füllstoffe. Dabei bestimmen nicht die einzelnen Inhaltsstoffe die Qualität oder Funktion, sondern ihre Zusammenstellung. So werden Additive zugesetzt, um in den Produkten bestimmte Eigenschaften zu erreichen oder zu verbessern. Dabei unterscheidet man zwischen Formulierungsadditiven, die für Verbesserungen im Bereich der Herstellung, Lagerung oder Verarbeitung sorgen und Funktionsadditiven, die Produkteigenschaften verbessern. Funktionsadditive können so z.B. Lichtschutzmittel, Antioxidantien o.ä. sein.

Nach dieser Einführung in die Farb- und Lackwelt ging Dr. Schaller näher auf seinen beruflichen Werdegang ein. Als „Start der Reise“ stellt er seine Promotion am Institut für Technische Chemie II der Universität Stuttgart vor. „Eigentlich gab es zwei Themen zur Auswahl, aber mein Betreuer sagte: „Nein, Sie machen Lack!“ berichtet Dr. Schaller. Fragestellung war, ob Block- oder Kammcopolymere eine bessere Stabilisierwirkung in einer wässrigen TiO₂-Dispersion zeigen. Als Beispiel zeigte Dr. Schaller, zwei Schraubgläser, in denen ein Pigment dispergiert wurde. Das nichtstabilisierte Pigment sank dabei deutlich schneller wieder ab als ein mit einem Polymer stabilisiertes Pigment. Dispergiert man ein trockenes Pigment in einem Lösungsmittel, agglomerieren die Partikel wieder. Zugabe von Dispergieradditiven sorgen dafür, dass die Partikel im Lösungsmittel stabilisiert werden und nicht agglomerieren können.

Seinen beruflichen Weg schlug Dr. Schaller dann zuerst bei der Ciba Spezialitätenchemie ein, die dann von der BASF SE gekauft wurde, Tätigkeiten, die er unter die Überschrift „Sonnencreme für Oberflächen“ setzte. Zunächst zeigte er Beispiele für Photooxidation und Photodegradation. Photooxidation ist die lichtinduzierte Reaktion von Sauerstoff mit organischen Materialien, die zu photochemischen Prozessen führt. Daraus resultiert die Zersetzung oder Alterung des Materials (z.B. Versprödung, Glanzverlust, Vergilbung), was als Photodegradation bezeichnet wird. Im Außenbereich spricht man dann auch von Bewitterung. Entgegengewirkt werden kann diesen Prozessen durch „Schutz vor Licht“ in Form von UV-Absorbern, die dafür sorgen, dass schädliche UV-Strahlung absorbiert wird, bevor angeregte Zustände entstehen (z.B. in Sonnencreme oder auch in Autolack) oder durch Radikalfänger, die entstehende freie Radikal abfangen und so dafür sorgen, dass Zerfallsreaktionen nicht weiter fortschreiten. Belichtung und Beregnung wird dabei auch im Labor simuliert, wie Dr. Schaller am Beispiel von unstabilisiertem und stabilisiertem Lack auf einem Spielzeugauto zeigte.

Der nächste berufliche Schritt von Dr. Schaller war ein Firmenwechsel zur Firma Sto. „Sie kennen sicherlich die gelben Eimer! Ich war dafür zuständig, was in den Eimer reinkam!“, berichtet Dr. Schaller und bezeichnet diese Zeit als die bisher „bunteste Zeit“ seines Arbeitslebens. Wichtige Stichworte für den Bereich der Fassadenfarben sind dabei selbstreinigende Beschichtungen, Temperatur- und Lichtmanagement aber auch der Wasserhaushalt von Fassaden. Fassaden sollten nach Beregnung möglichst schnell trocknen, da sonst leicht Algen und Pilze wachsen können. Hier nehmen sich die Forscher oft ein Beispiel an der Natur und lernen davon, was unter dem Begriff Bionik zusammengefasst wird. Ein bionisches Produkt muss dabei drei Kriterien erfüllen: es muss ein biologisches Vorbild haben, es muss eine Abstraktion des natürlichen Prinzips stattgefunden haben und eine Übertragung auf eine technische Anwendung muss erfolgt sein – hier erkannten die Teilnehmer*innen, die bereits im vergangenen akademischen Jahr an der Eliteakademie teilgenommen hatten, einiges wieder und erinnerten sich sicherlich an die Exkursion zum Technoseum nach Mannheim und die dortige Führung durch den Themenbereich „Bionik“. Beispielhaft zeigte Dr. Schaller den Nebeltrinker, einen Käfer aus der Familie der Schwarzkäfer, der in der Wüste lebt. Der Nebeltrinker hebt sein Hinterteil und wartet, bis Feuchtigkeit an seinem Chitinpanzer kondensiert und sich ein Tropfen bildet, der vom Hinterteil direkt in den Mund des Nebeltrinkers läuft. Damit sich der Tropfen zunächst bildet und dann gut abfließen kann, muss die Oberfläche des Chitinpanzers genauer betrachtet werden: die Oberfläche besteht aus hydrophilen Hügeln, an denen sich das Wasser sammelt, und hydrophoben Tälern, durch die das Wasser aufgrund der Schwerkraft abgeleitet wird. Diese Oberflächenbeschaffenheit kann nun durch die Fassadenfarbe nachgebildet werden, so dass Wasser gut von der Fassade abläuft und damit die Fassade schnell trocknet.

Seit 2016 ist Dr. Christian Schaller schließlich bei der Firma PFINDER KG in Böblingen beschäftigt, einem sogenannten hidden Champion mit Weltmarktführerschaft im Bereich Hohlraumschutz „Wer an Korrosionsschutz im Auto denkt, kommt um PFINDER nicht herum,“ so Dr. Schaller. Als Korrosionsschutzlösungen stellte Dr. Schaller Motorraumschutz, Hohlraumschutz, Lager- und Transportschutz, Unterbodenschutz, Schutz für Fahrwerkteile und Batteriesysteme sowie Türkonservierung vor und zeigte, wie bspw. mit Sprühwachs in einem Sprühprozess Hohlraumschutzmittel aufgebracht werden kann.

Was den Teilnehmer*innen sicherlich im Vortrag bewusst geworden wurde, ist, dass viele Chemiker und Chemikerinnen heutzutage durchaus in unregelmäßigen Zeitabständen das Unternehmen wechseln und sich dann in neue Felder einarbeiten müssen, wie dieser interessante Einblick in die berufliche Laufbahn von Dr. Christian Schaller gezeigt hat.

Alle Welt spricht von künstlicher Intelligenz und wie diese unser Arbeitsumfeld und unsere Zukunft beeinflussen und verändern wird. Wird es in Zukunft noch Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen geben oder werden diese durch künstliche Intelligenz ersetzt? Zum Glück beantwortete Dr. Enno Kätelhön, der seit 2023 Berater im Themenfeld „Data & AI“ bei NTT DATA ist und in der Rolle eines Lehrbeauftragten an der Universität Stuttgart weite Teile der Vorlesungsreihe „AI for Scientists“ unterrichtet, die Frage „Wer braucht noch Wissenschaftler*innen?“ nicht mit dem einen Wort: „Niemand.“ Dann wäre die dritte Vorlesung der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft im akademischen Jahr 2025/26 sehr schnell beendet gewesen. Also scheint es auch in Zukunft noch Wissenschaftler*innen zu geben, was die aktuellen Studierenden aber auch die naturwissenschaftlich interessierten Schüler*innen sicherlich beruhigen dürfte, da auch von letzteren ein großer Anteil ein naturwissenschaftliches oder technisches Studium anstreben dürfte.

Dr. Enno Kätelhön begann seinen Vortrag mit der Frage, wer denn an diesem Tag schon KI genutzt hätte. Fast alle Teilnehmer*innen des Vortrags hoben die Hand – KI ist also aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Viele hatten zum Beispiel Themen, die gerade in der Schule durchgenommen werden, im Internet recherchiert. Aber nicht nur hier wird künstliche Intelligenz genutzt. „Ich habe heute zum Beispiel KI genutzt, als ich nach der günstigsten S-Bahn-Verbindung zur Uni gesucht habe“, führte Enno Kätelhön ein Beispiel seiner persönlichen KI-Nutzung an diesem Tag an. Eines ist klar: KI hat Einfluss auf unser Leben und verändert sich sehr schnell und wächst rasant. Damit wird KI auch unsere Arbeitswelt und viele Berufe verändern, und auch vor der Wissenschaft wird KI sicher keinen Halt machen.

Grund genug, sich zunächst einmal zu fragen, was künstliche Intelligenz eigentlich ist, aber dazu muss zunächst der Begriff der „Intelligenz“ geklärt werden. Hier merkt man bereits, dass eine eindeutige Definition schwerfällt. Wikipedia gibt als Definition: „Intelligenz […] ist die kognitive bzw. geistige Leistungsfähigkeit bei Menschen und zum Teil auch Tieren speziell im Problemlösen. Der Begriff umfasst die Gesamtheit unterschiedlich ausgeprägter kognitiver Fähigkeiten zur Lösung eines logischen, sprachlichen, mathematischen oder sinnbezogenen Problems.“[1]. Wie könnten wir dann „künstliche Intelligenz“ definieren? Eine einfache Herangehensweise wäre der sogenannte Turing Test von 1950. Stark vereinfacht gesprochen führt dabei ein menschlicher Fragesteller mithilfe von Tastatur und Bildschirm quasi eine Unterhaltung mit zwei ihm unbekannten Gesprächspartnern, von denen der eine ein Mensch und der andere eine Maschine ist. Kann der Fragesteller nicht unterscheiden, ob er mit dem Menschen oder der Maschine kommuniziert, kann die Maschine als künstliche Intelligenz verstanden werden, sie imitiert somit quasi die menschliche Intelligenz. Was viele Zuhörer*innen des Vortrags verwundert haben wird, ist, dass Dr. Kätelhön KI als „schon alte Forschungsdisziplin“ bezeichnete, da vieles, was verwendet wird, einfach nur statistische Analysen sind, die wir schon lange kennen. Weitere Pionierarbeiten wurden bereits in den 1950er Jahren geleistet. Trotzdem stehen wir noch am Anfang der Entwicklung. In den 2020er Jahren wurden Large Language Models (LLMs), also große generative KI-Sprachmodelle, vielen Nutzern zugänglich und eine breite gesellschaftliche Debatte begann. Die Arbeitsmodi von künstlicher Intelligenz sind laut Dr. Kätelhön dabei relativ anschaulich vorstellbar. Im Training „lernt“ der maschinelle Lerner neue Fähigkeiten durch die Analyse von Trainingsdaten und wird so zu einem geschulten maschinellen Lerner. Dieser kann dann im zweiten Schritt neue Daten analysieren und so möglicherweise Probleme lösen. „Das kennen Sie zum Beispiel von online-Shops, wenn Sie lesen, dass Kunden, die ein Produkt gekauft haben, sich oft auch für folgende Produkte interessieren“, gibt Dr. Kätelhön ein Anwendungsbeispiel. Als Beispiel, wie ein maschineller Lerner trainiert werden kann und schließlich Ergebnisse liefert, wurde die Klassifikation mit k-means-Algorithmen gezeigt, um handschriftlich erstellte Zahlen richtig zuzuordnen. Der zugehörige Python-Code ist zur Überraschung der Zuhörer*innen nur wenige Zeilen lang – und auch künstliche neuronale Netze sind einfach zu konstruieren. Während des Trainings werden zum Beispiel Inputs und Outputs vorgegeben und dabei die Parametrisierung des Modelles optimiert. Nach dem Training sagt dann der Algorithmus mithilfe der optimierten Parametrisierung für neue Eingabedaten Ausgabevariablen voraus.

Die generative künstliche Intelligenz generiert schließlich Daten aufgrund von zuvor erlernten Mustern. So können zum Beispiel Texte, Bilder, Videos, Audios, und Code generiert werden. KI-Agentensysteme erkennen, analysieren und entscheiden durch einen speziellen Prozess, bei dem der Mensch mitunter sogar die Herausforderung, wie genau eine Fragestellung gelöst wird, der künstlichen Intelligenz überlässt.

Wie kann KI nun in der Wissenschaft eingesetzt werden? Eigentlich wird KI schon eingesetzt, z.B. in der Analyse riesiger Datenmengen, die in der Forschung anfallen und automatisch ausgewertet werden können. Auch bei der Softwareentwicklung ist viel Einsparungspotential zu erwarten, indem Programmteile nicht selbstständig programmiert werden müssen, sondern man solche Aufgaben einer KI überlassen kann. Die Literaturrecherche vereinfacht sich ebenfalls. KI kann relevante Inhalte in Tausenden von Veröffentlichungen finden und Texte zusammenfassen, im Labor kann KI zur Automatisierung beitragen. Damit wird sich die Arbeit von Wissenschaftler*innen verändern, die Arbeit wird aufregender und anspruchsvoller, aber auch schneller werden. Wissenschaftler*innen werden zu Architekten der Forschung. Man wird also noch Wissenschaftler*innen brauchen, aber sie werden anders arbeiten als heute oder in vergangenen Zeiten.

[1]  (https://de.wikipedia.org/wiki/Intelligenz, abgerufen 26.01.2026)

An insgesamt sieben Nachmittagen im Februar stand für die Schüler*innen der Eliteakademie Chemie und Materialwissenschaft wieder alles unter dem Thema „Experimentieren in einem echten Universitätslabor“. In Kleingruppen durften die Schüler*innen nach Klassenstufen getrennt im Fehling-Lab, dem Schüler-Labor der Fakultät Chemie der Universität Stuttgart, zu unterschiedlichen Themen forschen.

Für die Schüler*innen der 10. Klasse ging es um das Thema „Titration“. Ziel war es, mit dieser analytischen Methode die Konzentration einer unbekannten Lösung experimentell zu bestimmen. Einiges Vorwissen brachten die Schüler*innen bereits mit: Sie kannten bereits die Begriffe Säure und Base und auch Indikatoren waren ihnen nicht fremd. Zunächst wurden unterschiedliche Indikatoren getestet und ihre Farben in saurer, neutraler und alkalischer Lösung bestimmt. Dann erarbeiteten die Gruppen, welche Teilchen für das saure bzw. alkalische Verhalten einer Lösung maßgeblich sind und was bei einer Säure-Base-Titration genau passiert. Anschließend ging es an die praktische Umsetzung. Dabei erhielten die Schüler*innen auch ganz praktische Tipps, welche im Chemie-Unterricht in der Schule bei der Titration helfen werden: Wie befülle ich eine Bürette richtig, wie lese ich das Füllvolumen der Bürette richtig ab, wie verwende ich einen Peleusball und ist es schlimm, wenn nicht alles aus einer Vollpipette restlos herausläuft. Einige Gruppen bestimmten anschließend die Konzentration einer unbekannten Salzsäurelösung durch Titration mit Natronlauge bekannter Konzentration, während andere testeten, ob die Konzentrationsangabe auf einer Essigflasche aus dem Supermarkt auch tatsächlich stimmt. Welchen Indikator sie am besten verwenden sollten, damit der Endpunkt der Titration gut und eindeutig zu sehen ist, wurde selbstverständlich auch geklärt. Schließlich wurde anhand des verbrauchten Volumens der Natronlauge bekannter Konzentration die Konzentration der Salzsäure bzw. des Essigs berechnet.

Die Schüler*innen der Jahrgangsstufe 1 hatten die Auswahl zwischen zwei unterschiedlichen Themen. Während sich eine Gruppe mit dem Thema „Volle Ladung Spannung: Das Abenteuer Lithium-Ionen-Batterie“ beschäftigte, ging es bei den anderen um das Thema „Von der Küche ins Labor: Chemische Experimente mit der Mikrowelle“.

Die Schüler*innen, die das Thema „Volle Ladung Spannung: Das Abenteuer Lithium-Ionen-Batterie“ gewählt hatten, stellten im Fehling-Lab ihre erste Batterie selbst her. Dabei wurde zunächst in einer kleinen theoretischen Einführung der Aufbau und die Funktionsweise einer Lithium-Ionen-Batterie näher betrachtet, bei der auch zentrale Begriffe der Elektrochemie wie Anode, Kathode, Elektrolyt und Separator näher erklärt wurden. Lithium-Ionen-Batterien haben auch für die Schüler*innen eine zentrale Bedeutung, werden sie doch als Energiespeicher in Smartphones und Laptops eingesetzt. Die für die Batterie notwendigen Elektroden wurden zunächst selbst hergestellt. Für die Graphitanode wurde dazu eine Mischung aus Graphit, Carbon black und Polyvinylidenfluorid mit einem Lösungsmittel auf eine gereinigte Kupferfolie dünn aufgetragen. Die Kathode wurde analog hergestellt, jedoch wurde hier ein Gemenge aus LiCoO_2, Carbon black und Polyvinylidenfluorid hergestellt, das dünn mit dem Lösungsmittel auf eine Aluminiumfolie aufgebracht wurde. Nach dem Trocknen wurden mit einem Locheisen aus den so beschichteten Folien die Anode und die Kathode sowie Separatoren ausgestanzt. Der Zusammenbau der Batterie erfolgt in einer Plastikkiste unter Luftausschluss. Dazu wurde ein Stück Trockeneis – festes Kohlenstoffdioxid – in die Plastikkiste gegeben. Das Kohlenstoffdioxid sublimierte und verdrängte die Luft aus der Kiste. In dieser einfachen Anordnung wurde dann aus Batteriegehäuseteilen, den Anoden, Kathoden, Separator und dem Elektrolyten, dem Luftfeuchtigkeit geschadet hätte, eine Knopfzelle hergestellt. Die Knopfzellen wurden anschließend noch auf ihre Funktionsfähigkeit getestet. Ein weiteres Highlight des Nachmittags war für diese Gruppen dann, dass die Schüler*innen mit Hilfe von VR-Brillen einen virtuellen Rundgang durch ein materialwissenschaftliches Labor machen konnten.

Die zweite Gruppe Schüler*innen der Jahrgangsstufe J1 wählte das Thema „Von der Küche ins Labor: Chemische Experimente mit der Mikrowelle“. Im Mittelpunkt des Experimentiernachmittags stand ein Gerät, das viele eher mit dem Aufwärmen von Essen oder der Herstellung von Popcorn als mit Chemie in Verbindung bringen. Und genau mit dem Popcorn sollte es auch beginnen. Einige Maiskörner wurden in einem mit einem Uhrglas bedeckten Becherglas in der Mikrowelle zum „Poppen“ gebracht. Auf dem Uhrglas fanden die Schüler*innen einen feuchten Niederschlag, der mithilfe von Watesmo-Papier als Wasser identifiziert wurde. Dass Wasser vermutlich der Schlüssel zur Lösung ist, was beim Erwärmen in der Mikrowelle chemisch bzw. physikalisch passiert, wurde in weiteren Experimenten verifiziert. So wurden zum Beispiel Schnappdeckelgläschen, die mit Luft, Wasser, Salzlösung oder Öl gefüllt waren, bzw. ein mit Wasser gefülltes aber mit Aluminiumfolie umwickeltes Schnappdeckelglas gemeinsam in das Gerät gestellt und der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Dabei zeigte sich, dass sich die Schnappdeckelgläschen, die mit Wasser (ohne Umwicklung mit Alufolie) bzw. Salzlösung gefüllt waren, erwärmten, während bei den anderen kein Temperaturunterschied zu bemerken war. Da die Schüler*innen schon einiges Vorwissen mitbrachten, konnte schnell geklärt werden, dass die elektromagnetischen Wellen, die im Mikrowellengerät erzeugt werden, polare Moleküle wie Wasser in schnelle Schwingungen versetzen. Durch diese Bewegung entsteht Wärme direkt in der Probe. „Wo stellt ihr denn eine Tasse hin, wenn ihr in der Mikrowelle ein Getränk heißmachen möchtet?“, wollten die betreuenden Lehrkräfte dann von den Schüler*innen wissen. „In die Mitte“, war die einstimmige Meinung. Ob das wirklich so schlau ist, sollte in einem weiteren Experiment geklärt werden, in dem eine mit feuchtem Küchenpapier und Thermo-Fax-Papier belegte Styroporplatte in den jeweiligen Mikrowellenofen gelegt und beobachtet wurde, wo zuerst eine Schwärzung des Thermo-Fax-Papiers auftritt. Hier befindet sich der Hotspot des Mikrowellenofens und dieser war bei den meisten Geräten eben nicht in der Mitte des Gerätes. „Deshalb verwendet man auch den Drehteller, damit Speisen so eher gleichmäßig erwärmt werden und nicht das, was zufällig im Hotspot war, schon heiß ist, während etwas anderes noch kalt ist.“, eine Erklärung, der die Schüler*innen sofort gefolgt sind. Aus Glycerin und Zitronensäure wurde dann noch durch eine Veresterung in der Mikrowelle ein Polyester hergestellt und die Schüler*innen wetteiferten, wer daraus wohl den längsten Faden ziehen konnte. Zum Schluss fand die Ermittlung des Hotspots dann noch einmal Anwendung beim Schmelzen einer Glasmischung, bei der Temperaturen von deutlich über 1000 °C erreicht werden mussten. Die Glasmischungen wurden im jeweiligen Hotspot der Mikrowellen aufgeschmolzen und die Schüler*innen gossen dann aus der Glasschmelze türkisblau gefärbte Glasnuggets, die sie als Andenken an den Experimentiernachmittag im Fehling-Lab mit nach Hause nehmen durften.

Das Thema des Experimentiernachmittags für die Schüler*innen der Jahrgangsstufe J2 lautete „Fotosynthese“. Ziel war es nicht nur, die Abläufe der Fotosynthese theoretisch zu verstehen, sondern sie auch experimentell sichtbar zu machen. Dabei wurde zunächst gezeigt, dass eine grüne Chlorophylllösung im UV-Licht dunkelrot erscheint, da UV-Licht absorbiert wird und Elektronen so in einen energetisch höheren Zustand angehoben werden, aus dem sie beim Zurückfallen rotes Licht aussenden, Energie, die für die Fotosynthese genutzt werden kann. Doch was passiert bei der Fotosynthese? Pflanzen stellen mithilfe von Licht, Wasser und Kohlenstoffdioxid Glucose und Sauerstoff her. Dass tatsächlich ein Gas entsteht, konnte in einem Experiment gezeigt werden, in dem eine Wasserpflanze unter Wasser gebracht und dort mit einer UV-Lampe beleuchtet wurde. An den Blättern bildeten sich bereits nach kurzer Zeit kleine Gasbläschen. Die Schüler*innen durften sich dann bei den betreuenden Lehrkräften von einem bereits viel länger laufenden Experiment in einem kleinen Reagenzglas das entstandene Gas holen und konnten mittels der Glimmspanprobe nachweisen, dass es sich tatsächlich im Sauerstoff handelt. Da die im Folgenden verwendete chlorophyll-haltige Lösung von der vorherigen Schülergruppe hergestellt wurde, stellten die Schüler*innen für die nachfolgende Gruppe ebenfalls chlorophyll-haltige Lösung her. Dazu werden in diesem Fall Rucola-Blätter zerschnitten und mit Alkohol in einem Becherglas gekocht. Durch das Erhitzen werden die Zellwände und Zellmembranen zerstört und die Chlorophyllmoleküle lösen sich im Alkohol. Mithilfe der Dünnschichtchromatographie wurde der dunkelgrüne Farbstoff in seine Bestandteile Lutein, b-Carotin sowie Chlorophyll a und b aufgetrennt. Zuletzt wurde noch geklärt, dass für die Bildung von Stärke Glucose-1-phospat notwendig ist. Dazu wurde Kartoffelsaft aus geriebenen Kartoffeln extrahiert und auf eine Tüpfelplatte gegeben. In die erste Reihe der Tüpfelplatte kam nur der extrahierte Saft, in der zweiten Reihe wurde Glucose-1-phosphat und in der dritten Reihe Glucose zugefügt.  Nur bei dem Extrakt mit Glucose-1-phosphat ist nach einigen Minuten ein positiver Stärkenachweise zu beobachten.

Unser besonderer Dank für die erlebnisreichen Experimentiernachmittage im Fehling-Lab gilt Herrn Dr. Marco Spurk, dem Leiter des Fehling-Labs, Frau Annette Capudi für die Organisation sowie den betreuenden Lehrkräften für die gelungenen Experimentiernachmittage (Batterie: Prof. Dr. Oliver Clemens, Catharina Brand, Felix Frey, Theodor Nebel, Tobias Widder; Titration: Sabine Frank, Lisa Hertweck, Sandra Heske, Eva Rambach, Norbert Zenger, Frank Zimmer; Fotosynthese: Sandra Heske, Elke Pilz, Eva Rambach; Mikrowelle: Kerstin Keßler, Eva Rambach, Fabian Rex).