1
00:00:00,080 --> 00:00:04,000
Willkommen zu einer neuen Folge 
von Wissensreise durch das 

2
00:00:04,000 --> 00:00:08,880
Periodensystem, deinem Podcast 
zum Entspannen, Loslassen und 

3
00:00:08,880 --> 00:00:11,920
lernen. 
Kennst du schon unsere anderen 

4
00:00:11,920 --> 00:00:16,079
Schlafreisereien wie Schlafreise
durch das Universum oder 

5
00:00:16,079 --> 00:00:18,240
Schlafreise durch vergessene 
Welten. 

6
00:00:18,960 --> 00:00:23,040
Heute begeben wir uns auf eine 
Reise zu einem Element, das 

7
00:00:23,040 --> 00:00:26,960
Stärke, Leichtigkeit und 
Beständigkeit in sich vereint 

8
00:00:27,200 --> 00:00:31,600
wie kaum ein anderes. 
Im gesamten Periodensystem ein 

9
00:00:31,600 --> 00:00:34,960
Metall, das in Raumfahrzeugen 
fliegt. 

10
00:00:35,040 --> 00:00:39,760
In menschlichen Knochen wächst 
und in Tiefseetauchbooten dem 

11
00:00:39,760 --> 00:00:44,880
Druck der Ozeane trotzt. 
Die Rede ist von Titan, dem 

12
00:00:44,880 --> 00:00:51,200
Element mit der Ordnungszahl 22 
Elementsymbol ti, benannt nach 

13
00:00:51,200 --> 00:00:53,920
den Titanen der griechischen 
Mythologie. 

14
00:00:54,240 --> 00:00:59,520
Jenen gewaltigen Urgöttern, die 
Himmel und Erde trugen, bevor 

15
00:00:59,520 --> 00:01:02,800
wir in die faszinierenden 
Eigenschaften und Anwendungen 

16
00:01:02,800 --> 00:01:06,240
eintauchen, lohnt sich ein Blick
auf die Entdeckungsgeschichte 

17
00:01:06,240 --> 00:01:08,480
dieses außergewöhnlichen 
Elements. 

18
00:01:09,120 --> 00:01:12,880
Es war der englische Geistliche 
und Amateurgeologe William 

19
00:01:12,880 --> 00:01:19,040
Gregor, der im Jahr 1791 als 
erster auf Taitan stieß. 

20
00:01:20,080 --> 00:01:23,360
Gregor untersuchte einen 
schwarzen Sand aus dem Fluss 

21
00:01:23,360 --> 00:01:27,280
Halford im englischen Cornwall 
und isolierte daraus ein 

22
00:01:27,280 --> 00:01:32,400
unbekanntes Oxidpulver, das er 
als neues metallisches Element 

23
00:01:32,400 --> 00:01:36,960
erkannte. 
Er nannte es zunächst Menacanid 

24
00:01:37,120 --> 00:01:41,200
nach der Gemeinde Menacan, aus 
deren Nähe der Sand stammte, 

25
00:01:42,320 --> 00:01:46,720
wenige Jahre später im Jahr 
1795. 

26
00:01:47,040 --> 00:01:50,400
Entdeckte der deutsche Chemiker 
Martin Heinrich Klapproth 

27
00:01:50,400 --> 00:01:55,600
unabhängig davon das gleiche 
Element im Mineral Rutil und gab

28
00:01:55,600 --> 00:02:01,280
ihm den Namen Titan Claproth, 
einer der bedeutendsten 

29
00:02:01,280 --> 00:02:04,560
analytischen Chemiker seiner 
Zeit, hatte auch die Elemente 

30
00:02:04,560 --> 00:02:11,280
Uran, Zirkonium und Cer entdeckt
und war ein Meister der präzisen

31
00:02:11,280 --> 00:02:15,440
Mineralanalyse. 
Er anerkannte später 

32
00:02:15,440 --> 00:02:20,080
ausdrücklich Gregors Priorität. 
Durchgesetzt hat sich jedoch 

33
00:02:20,080 --> 00:02:25,720
klapprots Name für das Element 
reines Titanmetall ließ jedoch 

34
00:02:25,720 --> 00:02:27,520
noch viele Jahre auf sich 
warten. 

35
00:02:28,080 --> 00:02:32,480
Der schwedische Chemiker Jöns 
Jakob Bercelius gelang im Jahr 

36
00:02:32,480 --> 00:02:37,520
1825 eine erste. 
Noch sehr unreine Darstellung, 

37
00:02:37,680 --> 00:02:42,320
eine wirklich reine Probe des 
Metalls konnte erst im Jahr 1910

38
00:02:42,320 --> 00:02:46,240
durch den amerikanischen 
Chemiker Matthew Hunter erzeugt 

39
00:02:46,240 --> 00:02:48,880
werden. 
Der Titante Trachlorid mit 

40
00:02:48,880 --> 00:02:52,880
Natrium unter hohem Druck in 
einem Stahlbehälter reduzierte. 

41
00:02:53,600 --> 00:02:57,280
Dieses Verfahren, bekannt als 
Hunter Prozess, war ein 

42
00:02:57,280 --> 00:03:02,000
wichtiger Meilenstein aber für 
die industrielle Produktion noch

43
00:03:02,000 --> 00:03:05,040
nicht geeignet. 
Der Durchbruch für die 

44
00:03:05,040 --> 00:03:09,360
großtechnische Gewinnung von 
Titan gelang dem luxemburgischen

45
00:03:09,360 --> 00:03:16,160
Chemiker Wilhelm Kroll in den 
Jahren 1939 und 1949. 

46
00:03:16,880 --> 00:03:20,640
Kroll entwickelte das nach ihm 
benannte Kroll Verfahren, das 

47
00:03:20,640 --> 00:03:23,920
bis heute die wichtigste 
industrielle Methode zur 

48
00:03:23,920 --> 00:03:28,720
Titanherstellung darstellt. 
Im Krollprozess wird Titan 

49
00:03:28,720 --> 00:03:33,040
Tetrachlorid gewonnen, aus den 
Titanerzen Rutil oder. 

50
00:03:33,280 --> 00:03:38,880
Ilmenid mit flüssigem Magnesium 
bei Temperaturen zwischen 818 

51
00:03:38,880 --> 00:03:42,480
100 Grad Celsius unter 
Schutzgasatmosphäre aus Argon 

52
00:03:42,480 --> 00:03:47,680
reduziert das entstehende 
Schwammartige Rohprodukt wird 

53
00:03:47,680 --> 00:03:51,840
als Titanschwamm bezeichnet und 
enthält noch Magnesiumchlorid 

54
00:03:51,840 --> 00:03:55,840
als Nebenprodukt, das durch 
Destillation entfernt wird. 

55
00:03:56,880 --> 00:04:00,320
Warum ist die Herstellung von 
Titan trotz seiner enormen 

56
00:04:00,320 --> 00:04:03,600
Häufigkeit in der Erdkruste so 
aufwendig und teuer? 

57
00:04:04,640 --> 00:04:08,480
Titan ist das neunthäufigste 
Element in der Erdkruste und 

58
00:04:08,480 --> 00:04:12,880
kommt mit einem Gewichtsanteil 
von etwa 0,6% vor, es ist damit 

59
00:04:13,720 --> 00:04:16,560
häufiger als viele Metalle, die 
wir als alltäglich betrachten, 

60
00:04:16,560 --> 00:04:20,000
etwa Kupfer, Nickel oder Zink, 
die. 

61
00:04:21,680 --> 00:04:25,120
Der Grund für den hohen Preis 
liegt nicht in der Seltenheit, 

62
00:04:25,200 --> 00:04:29,600
sondern in der außerordentlichen
Reaktivität von Titen bei hohen 

63
00:04:29,600 --> 00:04:33,520
Temperaturen. 
Heißes Titern reagiert mit 

64
00:04:33,520 --> 00:04:37,840
Sauerstoff, Stickstoff und sogar
mit dem Tiegel, in dem es 

65
00:04:37,840 --> 00:04:42,160
Erschmolzen wird, daher muss die
gesamte Produktion und 

66
00:04:42,160 --> 00:04:45,280
Weiterverarbeitung unter 
strengst kontrolliertem 

67
00:04:45,280 --> 00:04:47,920
Ausschluss von Verunreinigungen 
erfolgen. 

68
00:04:48,320 --> 00:04:52,160
Was enorme technische und 
energetische Aufwände mit sich 

69
00:04:52,160 --> 00:04:55,600
bringt. 
Doch dieser Aufwand lohnt sich, 

70
00:04:55,600 --> 00:04:59,440
denn Titan besitzt eine 
einzigartige Kombination von 

71
00:04:59,440 --> 00:05:03,520
Eigenschaften, die es von allen 
anderen Metallen unterscheidet. 

72
00:05:04,160 --> 00:05:08,400
Sein spezifisches Gewicht liegt 
bei 4,5 Gramm pro 

73
00:05:08,400 --> 00:05:11,760
Kubikzentimeter, womit es 
erheblich leichter ist als 

74
00:05:11,760 --> 00:05:17,120
Stahl, der auf 7,88 Gramm pro 
Kubikzentimeter kommt. 

75
00:05:17,920 --> 00:05:22,000
Gleichzeitig besitzt Titan eine 
Zugfestigkeit, die je nach 

76
00:05:22,000 --> 00:05:27,680
Legierung zwischen 300 und über 
2000 megapascal liegen kann, was

77
00:05:27,680 --> 00:05:30,160
vergleichbar mit hochfestem 
Stahl ist. 

78
00:05:30,720 --> 00:05:34,640
Das Ergebnis ist eine 
spezifische Festigkeit, also 

79
00:05:34,640 --> 00:05:39,040
Festigkeit bezogen auf das 
Gewicht, die nahezu alle anderen

80
00:05:39,040 --> 00:05:41,120
metallischen Werkstoffe 
übertrifft. 

81
00:05:41,440 --> 00:05:47,440
Die Schmelztemperatur von Titan 
liegt bei 1872 Grad Celsius. 

82
00:05:47,840 --> 00:05:52,000
Sein Siedepunkt bei 3217 Grad 
Celsius. 

83
00:05:52,880 --> 00:05:56,680
Diese hohen Werte spiegeln die 
starken metallischen Bindungen 

84
00:05:56,680 --> 00:06:01,600
im Titankristallgitter wider. 
Bei Raumtemperatur liegt Titan 

85
00:06:01,600 --> 00:06:07,120
in der Hexagonalen Alpha Phase 
vor, die bei 802 Grad Celsius in

86
00:06:07,120 --> 00:06:10,720
die kubisch raumzentrierte beta 
Phase übergeht. 

87
00:06:11,520 --> 00:06:15,680
Diese Phasenumwandlung ist von 
großer praktischer Bedeutung, da

88
00:06:15,680 --> 00:06:18,960
durch gezielte 
Legierungsadditive die relative 

89
00:06:18,960 --> 00:06:22,880
Stabilität der beiden Phasen 
beeinflusst werden kann, was 

90
00:06:22,880 --> 00:06:27,120
maßgeblich die mechanischen 
Eigenschaften des Materials 

91
00:06:27,120 --> 00:06:30,880
bestimmt. 
Das herausragendste Merkmal des 

92
00:06:30,880 --> 00:06:33,440
Titans ist seine 
außergewöhnliche 

93
00:06:33,440 --> 00:06:38,640
Korrosionsbeständigkeit, wenn 
Titan mit Luft oder Wasser in 

94
00:06:38,640 --> 00:06:41,920
Berührung kommt. 
Bildet sich binnen Millisekunden

95
00:06:41,920 --> 00:06:46,320
eine hauchdünne, nur wenige 
Nanometer starke Oxidschicht aus

96
00:06:46,320 --> 00:06:49,120
Titandioxid auf seiner 
Oberfläche. 

97
00:06:49,760 --> 00:06:54,240
Diese Passivierungsschicht ist 
äußerst dicht haftfest und 

98
00:06:54,240 --> 00:06:58,880
chemisch innert, sie schützt das
darunterliegende Metall vor 

99
00:06:58,880 --> 00:07:03,760
nahezu allen korrosiven Medien, 
Titan widersteht Meerwasser. 

100
00:07:04,000 --> 00:07:07,040
Verdünnten Säuren, 
chloridhaltigen Lösungen, 

101
00:07:07,120 --> 00:07:11,520
feuchten Chlorgasen und sogar 
bestimmten konzentrierten Säuren

102
00:07:11,600 --> 00:07:14,760
wie Salpetersäure, die auf die 
meisten Metalle stark 

103
00:07:14,760 --> 00:07:18,800
korrodierend wirken. 
Diese Korrosionsbeständigkeit 

104
00:07:18,800 --> 00:07:22,080
macht Titan zum bevorzugten 
Werkstoff in der Meeres und 

105
00:07:22,080 --> 00:07:26,400
Offshore Technik. 
Titanrohre und Wärmetauscher in 

106
00:07:26,400 --> 00:07:30,160
Meerwasserentsalzungsanlagen 
haben Lebensdauern von mehreren 

107
00:07:30,160 --> 00:07:32,800
Jahrzehnten. 
Während gleichwertige 

108
00:07:32,800 --> 00:07:36,800
Stahlkomponenten innerhalb 
weniger Jahre durch Korrosion 

109
00:07:36,800 --> 00:07:41,920
versagen, würden in der Tiefsee 
ozeanographie werden, 

110
00:07:41,920 --> 00:07:45,840
Titandruckbehälter und 
Instrumente eingesetzt, die dem 

111
00:07:45,840 --> 00:07:49,840
enormen Wasserdruck in Tiefen 
von mehreren 1000 Metern 

112
00:07:49,840 --> 00:07:53,680
standhalten, während sie 
gleichzeitig nicht korrodieren. 

113
00:07:55,200 --> 00:07:59,760
In der Luft und Raumfahrt ist 
Titan seit den frühen 60er 

114
00:07:59,760 --> 00:08:03,760
Jahren des 20 Jahrhunderts 
unverzichtbar geworden. 

115
00:08:04,320 --> 00:08:09,520
Das russische 
Überschallspionageflugzeug SR 71

116
00:08:09,520 --> 00:08:13,760
Blackbird, eines der schnellsten
je gebauten bemannten 

117
00:08:13,760 --> 00:08:16,880
Luftfahrzeuge mit einer 
Höchstgeschwindigkeit von über 

118
00:08:16,880 --> 00:08:23,360
3000 Stundenkilometern, bestand 
zu etwa 88% aus Titan. 

119
00:08:24,880 --> 00:08:28,400
Bei dieser Geschwindigkeit 
erhitzt sich die Flugzeughaut 

120
00:08:28,400 --> 00:08:31,520
durch Luftreibung auf mehrere 
100 Grad Celsius. 

121
00:08:31,760 --> 00:08:35,360
Eine Temperatur, bei der 
Aluminium seine Festigkeit 

122
00:08:35,360 --> 00:08:39,280
verlöre. 
Titan hingegen behält seine 

123
00:08:39,280 --> 00:08:44,720
mechanischen Eigenschaften bis 
weit über 600 Grad Celsius, auch

124
00:08:44,720 --> 00:08:49,120
die Raumfahrt profitiert enorm 
von Titans einzigartigen 

125
00:08:49,120 --> 00:08:52,640
Eigenschaften, die Saturn 5 
Rakete. 

126
00:08:52,800 --> 00:08:56,200
Die die Apollo Astronauten zum 
Mond brachte, enthielt 

127
00:08:56,200 --> 00:08:59,280
Titankomponenten in kritischen 
Bereichen. 

128
00:08:59,760 --> 00:09:04,160
Das Space Chutull verwendete 
Titan in den Triebwerken und in 

129
00:09:04,160 --> 00:09:08,480
der Struktur moderne 
Raumfahrzeuge wie der Mars Rover

130
00:09:08,720 --> 00:09:13,280
Satelliten und Raumsonden setzen
konsequent auf Titan, wo 

131
00:09:13,280 --> 00:09:16,320
Gewichtsersparnis bei 
gleichzeitiger mechanischer 

132
00:09:16,320 --> 00:09:19,080
Belastbarkeit und 
Strahlungsbeständigkeit 

133
00:09:19,080 --> 00:09:23,200
gefordert ist. 
Die geringe Dichte von Titan 

134
00:09:23,200 --> 00:09:26,720
bedeutet, dass für jedes 
eingesparte Kilogramm 

135
00:09:26,720 --> 00:09:30,280
Startgewicht erhebliche Mengen 
an Treibstoff gespart werden 

136
00:09:30,280 --> 00:09:32,800
können, was direkte 
wirtschaftliche und 

137
00:09:32,800 --> 00:09:36,880
missionskritische folgen hat. 
Noch faszinierender ist 

138
00:09:36,880 --> 00:09:41,200
vielleicht Titans Einsatz in der
Medizin, insbesondere in der 

139
00:09:41,200 --> 00:09:46,160
Implantatchirurgie Titan ist 
eines der wenigen Materialien 

140
00:09:46,160 --> 00:09:49,720
überhaupt, das vom menschlichen 
Körper vollständig akzeptiert 

141
00:09:49,720 --> 00:09:52,680
wird. 
Es ist biokompatibel, also nicht

142
00:09:52,680 --> 00:09:56,320
toxisch, nicht krebserregend und
nicht allergen. 

143
00:09:56,480 --> 00:09:58,640
Für die große Mehrheit der 
Menschen. 

144
00:09:59,120 --> 00:10:04,320
Noch wichtiger ist die 
oseointegration Knochen wächst 

145
00:10:04,320 --> 00:10:08,480
direkt auf die Titanoberfläche 
auf und Verwächst mit ihr, ohne 

146
00:10:08,480 --> 00:10:12,000
eine Bindegewebskapsel zu 
bilden, wie es bei anderen 

147
00:10:12,000 --> 00:10:17,280
Fremdmaterialien der Fall wäre. 
Dieser Begriff wurde in den 60er

148
00:10:17,280 --> 00:10:21,200
Jahren vom schwedischen 
Orthopäden per Ingwer bronemark 

149
00:10:21,200 --> 00:10:26,160
geprägt, der dieses Phänomen 
erstmals systematisch beschrieb 

150
00:10:26,400 --> 00:10:29,520
und für die Dentalimplantologie 
nutzbar machte. 

151
00:10:30,640 --> 00:10:33,440
Heute bestehen 
Hüftgelenksprothesen, 

152
00:10:33,520 --> 00:10:36,640
Knieimplantate, 
Wirbelsäulenimplantate, 

153
00:10:36,800 --> 00:10:39,840
herzschrittmachergehäuse, 
Zahnimplantate und 

154
00:10:39,840 --> 00:10:43,520
Schädelplatten zu wesentlichen 
Teilen aus Titan oder 

155
00:10:43,520 --> 00:10:47,160
Titanlegierungen. 
Besonders verbreitet ist die 

156
00:10:47,160 --> 00:10:54,240
Legierung ti 6 Al 4 V, eine 
Legierung aus 90% Titan, 6% 

157
00:10:54,240 --> 00:10:58,960
Aluminium und 4% Vanadium, die 
ein optimales Gleichgewicht aus 

158
00:10:58,960 --> 00:11:03,840
Festigkeit, Duktilität und 
Biokompatibilität bietet. 

159
00:11:04,480 --> 00:11:08,880
Weltweit werden jährlich mehrere
Millionen Titan Implantate 

160
00:11:08,880 --> 00:11:12,000
eingesetzt. 
Die das Leben von Menschen mit 

161
00:11:12,000 --> 00:11:16,000
Gelenksverschleiß, 
Knochendefekten oder Zahnverlust

162
00:11:16,160 --> 00:11:19,800
grundlegend verbessern. 
Die wichtigste Verbindung des 

163
00:11:19,800 --> 00:11:25,760
Titans ist zweifellos 
Titandioxid Tio 2, auch bekannt 

164
00:11:25,760 --> 00:11:31,680
als Titanweiß oder pigmentweiß 
Titandioxid ist das Weißeste 

165
00:11:31,680 --> 00:11:36,200
bekannte Pigment und weist den 
höchsten Brechungsindex aller 

166
00:11:36,200 --> 00:11:41,320
bekannten weißen Pigmente auf. 
Nämlich zwischen 2,5 und 50 und 

167
00:11:41,320 --> 00:11:46,880
2,7, je nach Kristallstruktur. 
Das bedeutet, dass es Licht 

168
00:11:46,880 --> 00:11:51,440
außerordentlich effizient streut
und absorbiert, was es zum 

169
00:11:51,440 --> 00:11:55,520
idealen Weißpigment macht. 
Titandioxid ist in wandfarben, 

170
00:11:56,400 --> 00:11:59,920
Lacken, Kunststoffen, Papier, 
lebensmittelfarben, Kosmetika 

171
00:12:00,000 --> 00:12:08,640
und Zahnpasten enthalten. 
Und ist für das strahlende Weiß 

172
00:12:08,640 --> 00:12:12,000
verantwortlich, das wir aus 
diesen Produkten kennen. 

173
00:12:12,880 --> 00:12:18,080
Weltweit werden jährlich etwa 
7000000 Tonnen Titandioxid 

174
00:12:18,080 --> 00:12:21,280
produziert, was es zur 
wichtigsten Verbindung des 

175
00:12:21,280 --> 00:12:25,120
Titans macht, weit bedeutsamer 
als das Metall selbst 

176
00:12:25,360 --> 00:12:27,600
hinsichtlich der 
Produktionsmenge. 

177
00:12:28,400 --> 00:12:33,040
Die Rohstoffe für TIO 2 sind 
rutil, ein natürlich 

178
00:12:33,040 --> 00:12:37,440
vorkommendes Titandioxid 
Mineral, sowie Ilmenid, ein 

179
00:12:37,440 --> 00:12:41,400
Eisentitanoxid, das zu den 
häufigsten Titanmineralen der 

180
00:12:41,400 --> 00:12:45,520
Erdkruste gehört. 
Bedeutende Lagerstätten finden 

181
00:12:45,520 --> 00:12:51,200
sich in Australien, Südafrika, 
Kanada, Indien und China. 

182
00:12:52,240 --> 00:12:56,400
Titandioxid findet auch als 
Photokatalysator zunehmende 

183
00:12:56,400 --> 00:13:00,000
technische Bedeutung. 
Unter Einwirkung von 

184
00:13:00,000 --> 00:13:04,720
ultraviolettem Licht erzeugt 
Titandioxid Hochreaktive 

185
00:13:04,800 --> 00:13:10,080
Hydroxylradikale, die organische
Verbindungen abbauen und Keime 

186
00:13:10,080 --> 00:13:13,760
abtöten können. 
Diese Eigenschaft wird in 

187
00:13:13,760 --> 00:13:17,920
selbstreinigenden Oberflächen 
genutzt, etwa bei Fensterglas, 

188
00:13:18,080 --> 00:13:21,400
Fassadenverkleidungen und 
Textilfasern, die mit 

189
00:13:21,400 --> 00:13:24,240
Titandioxidpartikeln beschichtet
sind. 

190
00:13:24,880 --> 00:13:29,680
Die photokatalytische Aktivität 
von Titandioxid wird auch in der

191
00:13:29,680 --> 00:13:33,120
Wasseraufbereitung, der 
Luftreinigung und der Spaltung 

192
00:13:33,120 --> 00:13:36,160
von Wasser zur 
Wasserstoffgewinnung eingesetzt.

193
00:13:36,400 --> 00:13:40,160
Titan kommt in der Natur in 
verschiedenen oxidischen 

194
00:13:40,160 --> 00:13:46,560
Mineralen vor, neben Rutil und 
Ilmenid sind Anatas, Brokit und 

195
00:13:46,560 --> 00:13:50,480
Perovskit als titanhaltige 
Minerale von wissenschaftlichem 

196
00:13:50,480 --> 00:13:54,360
Interesse. 
Rutil und Ilmenid sind die 

197
00:13:54,360 --> 00:14:00,880
wirtschaftlich bedeutenden 
Erzminerale Ilmenid fe tio 3 ist

198
00:14:00,880 --> 00:14:04,160
mit Abstand das häufigste 
Titanmineral und macht den 

199
00:14:04,160 --> 00:14:07,680
Großteil der weltweiten 
Erzreserven aus. 

200
00:14:08,320 --> 00:14:12,480
Es wird zunächst zu Titandioxid,
Schlacke oder Titantrachlorid 

201
00:14:12,480 --> 00:14:16,480
aufbereitet, bevor daraus 
entweder Titandioxid, Pigment 

202
00:14:16,480 --> 00:14:21,040
oder Titanmetall gewonnen wird. 
Die Elektronenkonfiguration des 

203
00:14:21,040 --> 00:14:28,880
Titans lautet 1 s 22 s, 22 p, 63
s, 23 p 63 der 24 s 2 und 

204
00:14:28,880 --> 00:14:31,600
spiegelt mit 23, da Elektronen 
die typische 

205
00:14:31,600 --> 00:14:33,040
Übergangsmetallnatur des 
Elements wider. 

206
00:14:33,040 --> 00:14:39,040
Titan tritt in Verbindungen in 
den Oxidationsstufen plus 2. 

207
00:14:42,960 --> 00:14:48,080
Plus 3 und plus 4 auf, wobei 
plus 4 bei weitem die häufigste 

208
00:14:48,080 --> 00:14:51,040
und stabilste ist. 
Wie im allgegenwärtigen 

209
00:14:51,040 --> 00:14:55,440
Titandioxid. 
Das Ion TI 4 Plus ist sehr klein

210
00:14:55,440 --> 00:14:58,880
und hochgeladen, was zu einer 
ausgeprägten Neigung führt, 

211
00:14:59,040 --> 00:15:02,320
kovalente Bindungsanteile in 
seinen Verbindungen zu bilden. 

212
00:15:02,880 --> 00:15:08,080
Titante trachlorid ticl 4. 
Eine bei Raumtemperatur flüssige

213
00:15:08,080 --> 00:15:11,040
Verbindung ist das wichtigste 
Zwischenprodukt der 

214
00:15:11,040 --> 00:15:15,120
Titanindustrie und ein 
intensiver Raucherzeuger beim 

215
00:15:15,120 --> 00:15:20,160
Kontakt mit Luftfeuchtigkeit. 
In der Katalyse spielt Titan 

216
00:15:20,160 --> 00:15:24,640
eine herausragende Rolle durch 
den Ziegler Nata Katalysator, 

217
00:15:24,960 --> 00:15:29,120
für dessen Entwicklung Karl 
Ziegler und Giulio Nata im Jahr 

218
00:15:29,200 --> 00:15:33,840
1973 den Nobelpreis für Chemie 
erhielten. 

219
00:15:34,800 --> 00:15:38,880
Dieser Katalysator der Titan 
Halogenide in Kombination mit 

220
00:15:38,880 --> 00:15:43,440
Aluminium Organylen enthält, 
ermöglicht die stereospezifische

221
00:15:43,440 --> 00:15:48,640
Polymerisation von Propylen zu 
isotaktischem Polypropylen. 

222
00:15:49,360 --> 00:15:52,400
Dieses Polymer ist heute eines 
der meist produzierten 

223
00:15:52,400 --> 00:15:56,800
Kunststoffe der Welt und bildet 
die Basis für Verpackungen, 

224
00:15:56,960 --> 00:16:02,000
Textilien, Automobilteile und 
unzählige weitere Produkte des 

225
00:16:02,000 --> 00:16:06,000
Alltags. 
Das Universum des Titans reicht 

226
00:16:06,000 --> 00:16:08,560
vom molekularen bis zum 
Kosmischen. 

227
00:16:09,360 --> 00:16:13,600
In der Kosmochemie wird Titan 
als Indikator für die Prozesse 

228
00:16:13,600 --> 00:16:17,760
in Sternatmosphären und bei 
Supernova Explosionen genutzt. 

229
00:16:17,920 --> 00:16:21,280
Titan entsteht in massereichen 
Sternen durch sukzessive 

230
00:16:21,280 --> 00:16:24,640
Kernfusionsprozesse, wobei 
Calcium als Zwischenstufe 

231
00:16:24,640 --> 00:16:28,800
fungiert, in Meteoriten, 
insbesondere in 

232
00:16:28,800 --> 00:16:32,800
Kohlenstoffreichen Kondriten, 
wurde Titankarbid. 

233
00:16:32,960 --> 00:16:38,080
Als o cei Presolare 
Staubkorngröße nachgewiesen, die

234
00:16:38,080 --> 00:16:41,440
aus einer Zeit vor der 
Entstehung unseres Sonnensystems

235
00:16:41,440 --> 00:16:45,600
stammt. 
Titan trägt auch den Namen eines

236
00:16:45,600 --> 00:16:49,360
der größten Monde des Saturns, 
dem einzigen Mond im 

237
00:16:49,360 --> 00:16:52,160
Sonnensystem mit einer dichten 
Atmosphäre. 

238
00:16:52,960 --> 00:16:56,960
Dieser Titanmond hat jedoch 
keine direkte Verbindung zum 

239
00:16:56,960 --> 00:17:00,400
Element, denn der Name des 
Mondes wurde nach den 

240
00:17:00,400 --> 00:17:04,800
mythologischen Titanen gewählt. 
Ebenso wie das Element. 

241
00:17:05,680 --> 00:17:09,040
Beide Namen verweisen auf 
dieselbe mythologische Quelle, 

242
00:17:09,119 --> 00:17:12,880
verbinden aber sehr verschiedene
Welten der Naturwissenschaft. 

243
00:17:13,599 --> 00:17:17,119
Die Erde hat Titan über 
Milliarden Jahre in ihren 

244
00:17:17,119 --> 00:17:20,960
Gesteinen gespeichert, in die 
Krusten und Mantelgesteinen 

245
00:17:20,960 --> 00:17:25,280
eingebaut, durch Erosion in 
Sedimente abgegeben und durch 

246
00:17:25,280 --> 00:17:28,880
tektonische Prozesse immer 
wieder umverteilt. 

247
00:17:29,520 --> 00:17:32,640
Titan ist ein stiller Zeuge der 
Erdgeschichte. 

248
00:17:32,880 --> 00:17:36,640
Eingeschlossen in alten 
Zirkonkristallen, die bis zu 4 

249
00:17:36,640 --> 00:17:40,960
Milliarden Jahre alt sind und 
uns Auskunft geben, geht über 

250
00:17:40,960 --> 00:17:45,280
die Bedingungen der jungen Erde.
Es ist in Strandmineralien 

251
00:17:45,280 --> 00:17:49,040
gespeichert, die von Flüssen aus
dem Landesinnern transportiert 

252
00:17:49,040 --> 00:17:52,960
wurden, und wartet geduldig 
darauf, von uns entdeckt und 

253
00:17:52,960 --> 00:17:57,520
genutzt zu werden, wenn wir über
Titan nachdenken, denken wir 

254
00:17:57,520 --> 00:18:01,040
über ein Element nach, das 
scheinbar unzerstörbar ist. 

255
00:18:01,280 --> 00:18:04,960
Das Jahrmilliarden in Gesteinen 
überdauert das menschlichem 

256
00:18:04,960 --> 00:18:09,280
Körpermaterial so ähnlich ist, 
dass es als Knochen dienen kann,

257
00:18:09,360 --> 00:18:12,400
das Flugzeuge trägt und 
Raumsonden durch das 

258
00:18:12,400 --> 00:18:17,680
Sonnensystem begleitet. 
Titan erinnert uns daran, wie 

259
00:18:17,680 --> 00:18:21,360
tief Menschheit und Materie 
miteinander verwoben sind, wie 

260
00:18:21,360 --> 00:18:25,520
wir die Elemente unserer Erde 
nutzen, um unsere Welt zu 

261
00:18:25,520 --> 00:18:28,720
gestalten. 
Und es erinnert uns an noch 

262
00:18:28,720 --> 00:18:32,800
etwas, all diese Elemente, die 
wir erforschen, nutzen und 

263
00:18:32,800 --> 00:18:36,080
bewundern, entstammen einem 
einzigen Planeten. 

264
00:18:36,800 --> 00:18:40,960
Die Erde ist nicht nur unser 
Wohnort, sie ist das Fundament 

265
00:18:40,960 --> 00:18:46,400
aller unserer Technologien, 
aller unserer Medizin, allen 

266
00:18:46,400 --> 00:18:50,320
unseres Fortschritts. 
Titan fliegt zwar in den 

267
00:18:50,320 --> 00:18:52,800
Weltraum, aber es kommt von 
hier. 

268
00:18:53,360 --> 00:18:56,800
Jedes Gramm Titan in jedem 
Implantat, in jedem 

269
00:18:56,800 --> 00:19:00,440
Flugzeugrahmen, in jeder 
Raumsonde wurde aus der 

270
00:19:00,440 --> 00:19:03,840
Erdkruste gewonnen. 
Diese Ressourcen sind nicht 

271
00:19:03,840 --> 00:19:08,160
unendlich, die Art, wie wir sie 
abbauen, verarbeiten und 

272
00:19:08,160 --> 00:19:11,680
wiederverwerten, entscheidet 
darüber, was wir der Erde 

273
00:19:11,680 --> 00:19:16,800
zurückgeben, sie zu schützen ist
keine Frage der Sentimentalität,

274
00:19:17,040 --> 00:19:21,520
sondern eine Frage der Vernunft.
Titan ist in der 

275
00:19:21,520 --> 00:19:25,760
Werkstofftechnik nicht als 
Einzelmetall, sondern vor allem 

276
00:19:25,760 --> 00:19:28,400
in Form von Legierungen von 
Bedeutung. 

277
00:19:29,200 --> 00:19:34,160
Die Legierungssysteme des Titans
sind außerordentlich vielfältig 

278
00:19:34,160 --> 00:19:38,000
und erlauben eine gezielte 
Einstellung der mechanischen, 

279
00:19:38,240 --> 00:19:41,520
thermischen und chemischen 
Eigenschaften. 

280
00:19:42,040 --> 00:19:46,000
Man unterscheidet grundsätzlich 
zwischen Alpha Legierungen. 

281
00:19:46,240 --> 00:19:49,680
Die durch alphastruktur 
Stabilisatoren wie Aluminium, 

282
00:19:50,000 --> 00:19:54,560
Zinn und Zirkonium 
charakterisiert werden und Beta 

283
00:19:54,560 --> 00:19:58,960
Legierungen, die durch Beta 
Stabilisatoren wie Vanadium, 

284
00:19:59,200 --> 00:20:03,120
Molybdän, Niob und Chrom 
gekennzeichnet sind. 

285
00:20:03,680 --> 00:20:07,560
Dazwischen liegen die Alpha Beta
Legierungen, zu denen die 

286
00:20:07,560 --> 00:20:11,360
bereits erwähnte Ti 6 Al 4 V 
gehört. 

287
00:20:12,080 --> 00:20:14,960
Diese Legierungsklassen zeigen 
sehr unterschiedliche 

288
00:20:14,960 --> 00:20:20,240
Kombinationen aus Festigkeit, 
Zähigkeit, Bearbeitbarkeit und 

289
00:20:20,240 --> 00:20:24,240
Hochtemperaturverhalten, was 
eine Anpassung an spezifische 

290
00:20:24,240 --> 00:20:27,520
Anforderungen ermöglicht. 
In der Luft und 

291
00:20:27,520 --> 00:20:31,840
Raumfahrtindustrie werden 
bevorzugt Alpha Beta Legierungen

292
00:20:31,840 --> 00:20:37,840
und hochfeste Beta Legierungen 
eingesetzt, die Legierung TI 3 

293
00:20:37,840 --> 00:20:42,480
al 2,5 ars. 
Findet in Hydraulikleitungen von

294
00:20:42,480 --> 00:20:46,960
Flugzeugen Verwendung und hat in
diesem Anwendungsbereich Stahl 

295
00:20:46,960 --> 00:20:57,280
weitgehend ersetzt. 
TI 6 al 2, sn 4 ZR 2 mo, kurz TI

296
00:20:57,280 --> 00:21:01,520
6 242 ist eine 
Hochtemperaturlegierung, die bei

297
00:21:01,520 --> 00:21:05,920
Temperaturen bis etwa 500 Grad 
Celsius eingesetzt werden kann 

298
00:21:06,000 --> 00:21:09,760
und in Verdichterblättern von 
Flugzeugtriebwerken vorkommt. 

299
00:21:10,400 --> 00:21:13,760
In einem modernen 
Großraumflugzeug wie dem Boeing 

300
00:21:13,920 --> 00:21:22,600
787 Dreamliner oder dem Airbus A
380 entfallen über 15% des 

301
00:21:22,600 --> 00:21:26,000
Strukturgewichts auf 
Titanlegierungen, was bei einem 

302
00:21:26,000 --> 00:21:29,360
solchen Flugzeug mehrere Tonnen 
an Titan bedeutet. 

303
00:21:30,000 --> 00:21:33,120
Bemerkenswert ist auch die 
Verwendung von Titan in der 

304
00:21:33,120 --> 00:21:38,320
Architektur und im Bauwesen. 
Das berühmte Guggenheim Museum 

305
00:21:38,320 --> 00:21:42,160
in Bilbao, das von dem 
Architekten Frank Gary entworfen

306
00:21:42,160 --> 00:21:46,160
und im Jahr 1997 eröffnet wurde,
ist mit über 30000 Titan 

307
00:21:46,160 --> 00:21:49,160
Paneelen verkleidet, die seine 
charakteristischen geschwungenen

308
00:21:49,160 --> 00:21:53,520
Formen erzeugen. 
Jedes Paneel ist nur 0,5 

309
00:21:54,240 --> 00:21:58,080
Millimeter dünn und dennoch 
bieten die Paneele zusammen eine

310
00:21:58,160 --> 00:22:00,000
dauerhafte, Wartungsarme und 
korrosionsbeständige Hülle. 

311
00:22:04,960 --> 00:22:08,240
Die über Jahrzehnte ihr 
charakteristisches silbriges 

312
00:22:08,240 --> 00:22:13,680
Erscheinungsbild behält auch das
National Museum of Natural 

313
00:22:13,680 --> 00:22:17,600
Sciences in Japan sowie 
verschiedene andere öffentliche 

314
00:22:17,600 --> 00:22:22,080
Bauwerke weltweit setzen auf 
Titan als Fassadenmaterial. 

315
00:22:22,800 --> 00:22:26,320
In der Halbleitertechnologie 
findet Titan als dünne 

316
00:22:26,480 --> 00:22:30,240
Haftschicht zwischen Silizium 
und Kupfer oder 

317
00:22:30,240 --> 00:22:32,640
aluminiummetallisierungen 
Verwendung. 

318
00:22:33,280 --> 00:22:38,240
Titanitrit TIN, eine goldfarben 
glänzende Verbindung mit 

319
00:22:38,240 --> 00:22:42,320
außerordentlicher Härte und 
Verschleißfestigkeit, wird als 

320
00:22:42,320 --> 00:22:45,040
Beschichtung für 
Schneidwerkzeuge und als 

321
00:22:45,040 --> 00:22:48,720
Diffusionsbarriere in 
integrierten Schaltkreisen 

322
00:22:48,720 --> 00:22:52,960
eingesetzt. 
Die goldene Farbe von TIN 

323
00:22:53,120 --> 00:22:56,560
beschichteten Bohrern und 
Fräsern ist ein vertrauter 

324
00:22:56,560 --> 00:23:00,000
Anblick in jedem gut 
ausgestatteten Werkzeugschrank 

325
00:23:00,480 --> 00:23:06,560
Titan Carbit. 
TIC und Titanborid TIB 2 sind 

326
00:23:06,560 --> 00:23:09,760
weitere Hartstoffe auf 
Titanbasis, die als 

327
00:23:09,760 --> 00:23:12,560
Schneidstoffe, als 
Verstärkungskomponenten in 

328
00:23:12,560 --> 00:23:16,560
Metallmatrixverbundwerkstoffen 
und als verschleißfeste 

329
00:23:16,560 --> 00:23:19,040
Beschichtungen für Bauteile 
eingesetzt werden. 

330
00:23:19,200 --> 00:23:22,800
Die extremen tribologischen 
Belastungen ausgesetzt bieten 

331
00:23:22,800 --> 00:23:25,840
sind. 
Diese Verbindungen gehören zu 

332
00:23:25,840 --> 00:23:29,760
den härtesten bekannten 
Materialien und zeichnen sich 

333
00:23:29,760 --> 00:23:34,080
durch einen hohen Schmelzpunkt, 
hohe elektrische Leitfähigkeit 

334
00:23:34,160 --> 00:23:37,200
und gute chemische Beständigkeit
aus. 

335
00:23:38,320 --> 00:23:42,240
Die Forschung zur Nutzung von 
Titan in der Energietechnik 

336
00:23:42,320 --> 00:23:45,920
schreitet voran. 
Neben der bereits erwähnten 

337
00:23:45,920 --> 00:23:50,480
Fotokatalyse durch Titandioxid 
werden Titanlegierungen als 

338
00:23:50,480 --> 00:23:54,240
Konstruktionswerkstoff in 
Hochtemperatur, Wärmetauschern 

339
00:23:54,400 --> 00:23:58,640
in Druckwasserreaktoren und in 
zukünftigen Fusionsreaktoren 

340
00:23:58,640 --> 00:24:01,520
untersucht. 
Im Kontext der 

341
00:24:01,520 --> 00:24:05,200
Wasserstoffwirtschaft ist Titan 
als Material für 

342
00:24:05,200 --> 00:24:07,840
Elektrolyseurbauteile von 
Interesse. 

343
00:24:08,240 --> 00:24:12,400
Da es in der stark oxidierenden 
Umgebung der Sauerstoffseite 

344
00:24:12,400 --> 00:24:17,040
eines PEM Elektrolyseurs 
zuverlässig Korrosionsbeständig 

345
00:24:17,040 --> 00:24:21,840
ist, während die meisten anderen
Metalle versagen würden die 

346
00:24:21,840 --> 00:24:25,360
Kreislaufwirtschaft für Titan 
steckt noch in den Anfängen 

347
00:24:26,080 --> 00:24:29,880
Titanschrott aus der Luft und 
Raumfahrtindustrie wird bereits 

348
00:24:29,880 --> 00:24:33,760
zu einem bedeutenden Anteil 
wiederverwertet, da die hohen 

349
00:24:33,760 --> 00:24:37,040
Rohstoffkosten einen 
wirtschaftlichen Anreiz dafür 

350
00:24:37,040 --> 00:24:40,160
bieten, die. 
Aus medizinischen Implantaten 

351
00:24:40,160 --> 00:24:44,400
hingegen wird Titan bisher kaum 
systematisch zurückgewonnen. 

352
00:24:44,720 --> 00:24:48,400
Hier besteht erhebliches 
Potential, das mit verbesserten 

353
00:24:48,400 --> 00:24:51,200
Rücknahmesystemen und 
Recyclingtechnologien 

354
00:24:51,200 --> 00:24:55,200
erschlossen werden könnte. 
Und vielleicht ist es auch ein 

355
00:24:55,200 --> 00:25:00,040
Spiegel, so widerstandsfähig. 
Titan ist, so verletzlich ist 

356
00:25:00,040 --> 00:25:04,720
der Planet, aus dem es stammt. 
Wir können Metalle schmelzen und

357
00:25:04,720 --> 00:25:09,240
Formen, Moleküle synthetisieren 
und Materialien erschaffen, die 

358
00:25:09,240 --> 00:25:13,600
in der Natur nicht vorkommen. 
Aber die Erde, die all das 

359
00:25:13,600 --> 00:25:18,320
ermöglicht, mit ihren Böden, 
ihren Meeren, ihrer Atmosphäre 

360
00:25:18,400 --> 00:25:22,640
und ihrer unvergleichlichen 
Vielfalt des Lebens, ist nicht 

361
00:25:22,640 --> 00:25:28,240
austauschbar, sie ist das 
eigentliche Fundament, das es zu

362
00:25:28,240 --> 00:25:29,200
schützen gilt.