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==== Prompt Datensicherheit in der digitalen Kommunikation ====

Du bist Fachmann für sichere digitale Kommunikation. Erstelle ein Transscript eines Podcasts, in dem Du einem Mitarbeiter eines zahntechnischen Betriebes, der gern WhatsApp als Messenger, Teams als Videokonferenztool und unverschlüsselte E-Mails zum Austausch über Patienten verwenden möchte, erläuterst, warum das nicht legal möglich ist. Schreibe bitte einen Podcast, der aus Statements des Mitarbeiters und aus Deinen Erklärungen im Wechsel besteht. Berufe dich insbesondere auf die Anforderungen der DSGVO und auf den folgenden Text:

<nowiki>###</nowiki>  Für den datensicheren Austausch medizinischer Informationen und Einhaltung der DSGVO sind Threema, Threema Libre, Signal, Wire und Matrix/Element geeignete Messenger. Sie bieten starke Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, erfüllen die Anforderungen der DSGVO und haben zusätzliche Sicherheitsfunktionen, die speziell für den Umgang mit sensiblen Daten wie medizinischen Informationen notwendig sind. Je nach spezifischen Anforderungen und Vorlieben (z.B. Open Source, zusätzliche Business-Funktionen) kann einer dieser Messenger bevorzugt werden. WhatsApp, ein weit verbreiteter Messenger-Dienst, ist aus mehreren Gründen ( ungeeignet für die Kommunikation über medizinische Daten und die Einhaltung der DSGVO. Gründe dafür sind:
Datenweitergabe an Facebook, Umfangreiche Sammlung und Speicherung von Metadaten.
Speicherung und Verarbeitung in den USA.
Unzureichende Transparenz bei der Datenverarbeitung.
Auch die Business-Version bietet keine ausreichenden Garantien für den Schutz sensibler medizinischer Daten.
Die Ende-zu Ende-Verschlüsselung reicht nicht aus, da Metadaten und Datenverarbeitung weiterhin Schwachstellen darstellen.

Datensichere Kommunikation per E-Mail

Unverschlüsselte E-Mails bieten keinen ausreichenden Schutz für sensible medizinische Daten und erfüllen nicht die Anforderungen der DSGVO. Aus diesen Gründen sind sie ungeeignet für die Kommunikation zwischen Zahntechnikern und Zahnärzten über Patienteninformationen. Stattdessen sollten sichere Kommunikationsmittel wie Threema, Signal, Wire, Matrix/Element oder Threema Libre verwendet werden, die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und andere notwendige Datenschutzmechanismen bieten.

Datensichere Videokonferenzen

Jitsi Meet, BigBlueButton, Wire, Threema und Element (Matrix) sind Videokonferenz-Tools, die aufgrund ihrer Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, Open-Source-Natur (bei den meisten), Self-Hosting-Möglichkeiten und DSGVO-Konformität für die sichere Kommunikation im medizinischen Bereich geeignet sind. Diese Tools bieten die notwendigen Sicherheits- und Datenschutzmaßnahmen, um den Schutz sensibler medizinischer Daten zu gewährleisten und die strengen Anforderungen der DSGVO zu erfüllen. Zoom und Microsoft Teams bieten viele nützliche Funktionen. Sie aufgrund ihrer Datenübertragungspraktiken, Metadatensammlung, unvollständigen Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und fehlenden vollständigen Kontrolle über die Daten nicht die beste Wahl für die datensichere Kommunikation im medizinischen Bereich unter Einhaltung der DSGVO.<nowiki>###</nowiki>


===Mögliches Ergebnis<ref>Erstellt mit Llama 3 unter duck.ia am 30.09.2024</ref>===

Podcast-Transkript:

Mitarbeiter: Hallo, ich bin hier, um mehr über die Kommunikationstools zu erfahren, die wir in unserem zahntechnischen Betrieb einsetzen können. Wir möchten gerne WhatsApp, Microsoft Teams und E-Mail für den Austausch von Patienteninformationen nutzen. Was können Sie mir dazu sagen?

Experte: Ich verstehe Ihr Interesse an diesen gängigen Kommunikationstools. Allerdings muss ich Ihnen leider mitteilen, dass diese Lösungen nicht den Anforderungen der DSGVO entsprechen und daher für den Umgang mit sensiblen medizinischen Daten ungeeignet sind.

Mitarbeiter: Aber WhatsApp hat doch eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, und Teams bietet viele nützliche Funktionen für unsere Videokonferenzen. Warum können wir diese Tools nicht nutzen?

Experte: Das ist ein verständlicher Einwand. Trotz der Ende-zu-Ende-Verschlüsselung von WhatsApp gibt es bei diesem Messenger Bedenken hinsichtlich der Datenweitergabe an Facebook, der umfangreichen Metadatensammlung und der Speicherung in den USA. Das erfüllt nicht die Anforderungen der DSGVO.

Mitarbeiter: Und was ist mit Microsoft Teams? Das wird doch von vielen Unternehmen im Gesundheitsbereich genutzt.

Experte: Bei Microsoft Teams gibt es zwar viele nützliche Funktionen, aber die unvollständige Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und die fehlende vollständige Kontrolle über die Daten machen es für den Einsatz im medizinischen Bereich ungeeignet. Die strengen Datenschutzanforderungen der DSGVO können damit nicht erfüllt werden.

Mitarbeiter: Okay, das leuchtet ein. Aber was ist dann mit E-Mails? Die nutzen wir doch schon seit Jahren für den Austausch von Patienteninformationen.

Experte: Unverschlüsselte E-Mails bieten leider keinen ausreichenden Schutz für sensible medizinische Daten und erfüllen nicht die Anforderungen der DSGVO. Daher sind sie für die Kommunikation zwischen Zahntechnikern und Zahnärzten über Patienteninformationen ungeeignet.

Mitarbeiter: Verstehe. Welche Lösungen empfehlen Sie uns dann stattdessen?

Experte: Ich empfehle Ihnen den Einsatz von Messengern und Videokonferenz-Tools, die speziell für den Umgang mit medizinischen Daten entwickelt wurden und die strengen Datenschutzanforderungen erfüllen:

- Für Messenger eignen sich Threema, Threema Libre, Signal, Wire und Matrix/Element. Diese bieten starke Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, erfüllen die DSGVO-Vorgaben und haben zusätzliche Sicherheitsfunktionen.

- Für Videokonferenzen empfehle ich Jitsi Meet, BigBlueButton, Wire, Threema und Element (Matrix). Diese sind DSGVO-konforme Lösungen mit Ende-zu-Ende-Verschlüsselung.

Diese Dienste gewährleisten den erforderlichen Schutz sensibler Patientendaten und ermöglichen Ihnen eine datensichere Kommunikation, die den rechtlichen Vorgaben entspricht.

Mitarbeiter: Das klingt nach guten Alternativen. Ich werde das Team informieren und wir werden uns diese Lösungen genauer ansehen. Vielen Dank für Ihre Erklärungen und Empfehlungen!

Experte: Gerne. Ich stehe Ihnen jederzeit für weitere Fragen oder eine ausführliche Beratung zur Verfügung.


===Prompt Polymerisation und Arbeitsschutz===

Du bist Chemiker. Erstelle ein Transscript eines Podcasts, in dem Du einem Mitarbeiter eines zahntechnischen Betriebes die Polymerisation von Methymethacrylat genau erläuterst. Der Mitarbeiter verwendet photopolymerisaierendes Methylmethacrylat regelmäßig ohne Schutzhandschuhe. Auf der Grundlage Eures Gespräches soll der Mitarbeiter auch chemisch genau verstehen, was bei der Polymerisation passiert und wie Restmonomer und Inhibitionsschicht entstehen. Berücksichtige auch den Atombau, das Periodensystem der Elemente, die gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffe sowie die Atombindung. Schreibe bitte einen Podcast, der aus Statements des Mitarbeiters und aus Deinen Erklärungen im Wechsel besteht. Berufe dich insbesondere auf die Informationen in dem folgenden Text:

<nowiki>###</nowiki> Die radikalische Polymerisation ist die Grundlage der Herstellung von individuellen Abformlöffeln aus

Nur wenn Du die radikalische Polymerisation wirklich verstanden hast, kannst Du die Gesundheitsverfahren der Herstellungsverfahren wirklich beurteilen.

Der Grundstoff, aus dem der Kunststoff zum Anrühren (Autopolymerisat), die Kunststoffplatten zum Lichthärten (Photopolymerisat) und das Harz zum 3D-Drucken bestehen, heißt Methacrylsäuremethylester, kürzer Methylmethacrylat oder ganz kurz MMA.

Sind die einzelnen MMA-Moleküle nicht miteinander verbunden, ist eine große Ansammlung von ihnen flüssig.

In den Platten für lichthärtende Abformlöffel ist Monomer mit anderen Stoffen zu einer knetbaren Masse vermischt.

Bei den Harzen für den 3D-Druck ist das Monomer vorpolymerisiert. Es ist dann ein sogenanntes Oligomer.

Verbinden sich Monomere zu langen Ketten, ist dieses Netzwerk aus langen Ketten fest! Man nennt es dann Polymethacrylsäuremethylester oder Polymethylmethacrylat (poly heißt viele).

Wie aber schaffen es die einzelnen Moleküle so lange flüssig zu bleiben bis du sie fertig verarbeitet hast? Und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden, wenn du die Löffel ins Lichthärtegerät stellst oder wenn der 3D-Drucker das Harz belichtet?

Und was genau ist an ihnen so gesundheitsgefährdend für dich?

Methacrylsäuremethylester ist ein kompliziertes Molekül: Um zu lernen, wie sich die MMA-Moleküle verbinden, sind nur die beiden Kohlenstoff-Atome in der Mitte des Moleküls von Bedeutung (alles andere bezeichnen wir ab jetzt als "Rest").

Was aber ist ein "Kohlenstoff-Atom"? Das Bohrsche Atommodell

Zuerst der Begriff Atom: Aufbau eines Atoms

Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern und den negativ geladenen Elektronen. Die Elektronen umkreisen den Kern auf Bahnen (auch Schalen genannt). Der Kern ist positiv geladen. Die Elektronen sind negativ. Sie werden daher vom Kern angezogen. Die Elektronen fliegen deshalb beim Umkreisen des Kerns nicht aus der Bahn. Das gesamte Gebilde "Atom" muss aber insgesamt neutral geladen sein. Daher muss ein Atom genau so viele positiv geladenen Teilchen im Kern und negative auf den Bahnen haben!

Die Protonen im Kern liegen sehr eng aneinander. Dazwischen liegen im Kern noch Neutronen. Sie sind neutral, also gar nicht geladen. Sie sorgen dafür, dass die Protonen sich nicht voneinander abstoßen.

Das alles entspricht dem Atommodell nach Niels Bohr. Er hat das vor fast 100 Jahren entwickelt. Es entspricht nicht ganz der Wirklichkeit in der Natur. Es reicht aber, um die Polymerisation zu verstehen.

Nun zum Begriff Kohlenstoff:

Jede Atomsorte hat je nach Anzahl der Protonen im Kern einen anderen Namen. Es gibt Wasserstoff (1 Proton), Helium (2 Protonen), Lithium (3 Protonen) usw. Kohlenstoff ist das Element mit 6 Protonen und mit 6 Elektronen (gleiche Anzahl, wie oben beschrieben). Es gibt zur Zeit 116 dieser Atomsorten. Man nennt sie Elemente. Damit du nicht den Überblick verlierst, sind die Atomsorten sie im "Periodensystem der Elemente" (kurz PSE) sortiert.

Das Periodensystem der Elemente

Das Periodensystem ist eigentlich eine Tabelle mit Zeilen und Spalten. Die Spalten heißen "Hauptgruppen". Hier findest du das Periodensystem zum Ausdrucken.

Die Zeilen heißen Perioden oder Schalen. Der Name "Schalen" wird von den Bahnen der Elektronen um den Atomkern abgeleitet. Jede Bahn oder Schale kann nur eine begrenzte Anzahl von Elektronen aufnehmen. Deshalb sind mehrere Schalen notwendig, um alle Elektronen unterzubringen. Je größer eine Schale ist, desto mehr Elektronen passen darauf.

Die Elemente sind von links nach rechts mit einer so genannten Ordnungszahl durchnummeriert. Diese Zahl entspricht der Anzahl der Protonen. Sie entspricht im neutral geladenen Zustand auch der Anzahl der Elektronen. Die Perioden oder Schalen sind mit großen Buchstaben ab "K" benannt. Sie heißen also "K", "L", "M" usw.. Die erste Periode (die K-Schale) kann max. zwei Elektronen aufnehmen. Die zweite (die L-Schale) kann max. acht Elektronen enthalten. Die dritte (M-Schale) kann max. 18 Elektronen aufnehmen. Die Formel für die max. Anzahl der Elektronen lautet 2 x n². Dabei steht n für die Nummer der Schale. Die max. Elektronen-Anzahl der zweiten Periode errechnet sich also aus 2 x 2² = 8.

Die acht wichtigsten Spalten des Periodensystems heißen Hauptgruppen. In den acht Hauptgruppen haben alle Elemente max. 8 Elektronen auf der äußersten Schale. In der ersten Hauptgruppe haben alle Elemente ein Elektron auf der äußeren Schale. In der zweiten Hauptgruppe haben alle Elemente zwei Elektronen auf der äußeren Schale usw.. Die Nummer der Hauptgruppe gibt also die Zahl der Elektronen auf der äußeren Schale an. Sie heißen Valenzelektronen und bestimmen die Eigenschaften der Elemente (Metall - Nichtmetall z.B.). Alle Elemente einer Hauptgruppe haben gleich viele Elektronen auf der äußeren Schale (Außenelektronen). Deshalb haben diese Elemente jeweils ähnliche chemische Eigenschaften.

Edelgaskonfiguration

Alle Atome sind nach dem beschriebenen System neutral geladen. Sie haben also gleich viele Elektronen und Protonen. Der ideale Zustand eines Atoms ist aber die Anzahl von acht Elektronen auf der äußeren Schale. Dazu fehlen z.B. den Atomen in der ersten Hauptgruppe sieben oder sie haben ein Elektron zu viel.

Alle Atome wollen unbedingt acht Elektronen auf der äußersten Schale haben. Ausgenommen davon sind die Elemente in der achten Hauptgruppe. Auf ihrer äußeren Schale sind schon acht Elektronen. Man nennt das Edelgaskonfiguration. Sie heißen auch Edelgase (Helium, Neon, Argon, Krypton, Xenon und Radon mit Namen) und verbinden sich mit keinen anderen Atomen. Die Ausnahme von dieser 8er-Regel ist Helium. Es hat ja nur zwei Elektronen auf der äußeren Schale. Da dies die erste Schale ist, passen auch nur zwei Elektronen auf diese Schale. Helium hat daher mit diesen zwei Elektronen schon Edelgaskonfiguration.

Alle anderen Elemente müssen entweder zusätzliche Elektronen aufnehmen um die äußere Schale auf acht Elektronen aufzufüllen. Oder aber sie müssen die Elektronen auf der äußersten Schale abzugeben. Dann wird die volle Schale darunter zur äußeren Schale.

Um diesen idealen Zustand zu erreichen, verbinden sich Atome miteinander. Bindungsarten

Verbindungsmöglichkeit: Elektronenabgabe bzw. -aufnahme. Am Beispiel des Kochsalzes ist das ganz einfach erklärt. Es besteht aus Natrium und Chlor. Natrium steht in der ersten Hauptgruppe. Es hat also ein Elektron auf der äußersten (dritten) Schale. Chlor steht in der siebten Hauptgruppe. Es hat sieben Außenelektronen. Gibt Natrium ein Elektron an Chlor ab, ist seine äußere Schale leer. Dadurch wird seine zweite Schale zur äußersten. Sie ist mit acht Elektronen voll besetzt. Chlor nimmt dieses Elektron auf. Es füllt damit seine äußerste Schale auf acht Elektronen auf.

Als Folge dieses "Elektronenaustauschs" stimmt aber die Anzahl der Elektronen und Protonen in den beiden Atomen nicht mehr. Natrium hat ein Elektron zu wenig. Es ist jetzt positiv geladen. Chlor hat ein Elektron zu viel hat und ist damit negativ geladen. Solche geladenen Atome nennt man Ionen. Ionen sind also positiv oder negativ geladene Atome. Ungleiche Ladungen ziehen sich an. Das kennst Du hoffentlich von einem Magneten. Also ziehen sich diese beiden unterschiedlich geladenen Ionen an. Sie bilden ein Kochsalz-Molekül.

Diese Bindungsart nennt man als Ionenbindung. Sie funktioniert nur zwischen Elementen mit jeweils wenig und vielen Außenelektronen. Das sind nur zwischen Metalle und Nichtmetalle. Metalle stehen links im Periodensystem. Nichtmetalle stehen rechts im Periodensystem.

Verbindungsmöglichkeit: Gemeinsame Nutzung von Elektronen.

Die Frage zu Beginn des Textes war: Wie schaffen es die Kohlenstoff-Atome des MMA sich zu verbinden?

Als Beispiel dient das Molekül CH4 (Methan).

C (Kohlenstoff) hat vier Außenelektronen. Wasserstoff hat je ein Außenelektron. Kohlenstoff fehlen also vier Elektronen zur Edelgaskonfiguration. Jedem Wasserstoff fehlt dazu ein Elektron. Wasserstoff hat ja nur eine Schale. Diese ist mit zwei Elektronen voll gefüllt. Fünf Atome nutzen dazu jetzt ihre Elektronen gemeinsam. Das eine Kohlenstoffatom benutzt jedes Elektron der vier Wasserstoffatome mit. Damit stehen ihm jetzt acht Elektronen zur Verfügung. Es hat damit die Edelgaskonfiguration erreicht! Jedes Wasserstoffatom nutzt ein Elektron der vier äußeren Kohlenstoffelektronen mit. Jedes Wasserstoffatom hat also jetzt zwei Elektronen zur Verfügung. Es erreicht damit Edelgaskonfiguration!

Jetzt haben alle beteiligten Atome eine volle äußere Schale. Sie sind aber über die gemeinsame Elektronennutzung aneinander gebunden. Diese Art der Bindung nennt man Kovalente Bindung, Atom-Bindung oder Elektronenpaarbindung. Der letzte Name zeigt, dass man sich jeweils zwei gegenseitig zur Verfügung gestellte Elektronen als Elektronenpaar vorstellen kann.

Verbindungsmöglichkeit: Die Metallbindung. Sie ist hier nicht von Bedeutung. Du lernst sie im 3. Ausbildungsjahr kennen.

Die Polymerisation Die Kohlenwasserstoffe

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, Kohlenstoff und Wasserstoffatome miteinander zu koppeln. Dabei kommt die Anzahl der zur Verfügung stehenden Außenelektronen zum Austausch nicht immer gut aus.

Prima funktioniert das bei den gesättigten Kohlenwasserstoffen (sogennante Alkane): CH4 Methan C2H6 Ethan C3H8 Propan C4H10 Butan

Weniger gut passt es bei ungesättigten Kohlenwasserstoffen (z.B. die Alkene): C2H4 Ethen C3H6 Propen C4H8 Buten

Die ungesättigten Kohlenwasserstoffe benutzen einen Trick, da sie nicht genug Wasserstoffatome zur gemeinsamen Nutzung von Elektronen zur Verfügung haben. Es verwenden einfach die Kohlenstoffatome untereinander ihre Elektronen gemeinsam. Beim Ethen zum Beispiel ist das wie rechts abgebildet gelöst.

Diese sogenannte Doppelbindung macht diese Moleküle allerdings ein wenig instabil (ungesättigt eben). Sie würden gern ihre Doppelbindung in eine einfache umwandeln. Damit sind wir am Ausgangspunkt unserer Überlegungen angekommen:

Wie schaffen es die einzelnen Moleküle aber nun, so lange flüssig zu bleiben, bis wir sie verarbeiten wollen und wie schaffen sie es, ausgerechnet dann fest zu werden? Vereinfachtes MMA-Molekül

Die Doppelbindung hilft dabei!

Unser MMA-Molekül können wir dazu bringen, seine Doppelbindung zu öffnen, man sagt das Molekül wird radikal!

Ein solches radikales Molekül animiert ein anderes MMA-Molekül ebenfalls dazu radikal zu werden usw. Jetzt hängt aber rechts und links am Molekül ein offenes Elektron. Da jedes radikale Molekül aber jetzt zwei solche einsamen Elektronen hat, können diese sich zur gemeinsamen Nutzung zusammentun. Damit ist eine Kettenbildung ausgelöst.

Kettenbildung und Gesundheitsgefahren

Diese Kettenbildung, die Reaktion von ungesättigten Verbindungen zu Makromolekülen, nennt man Polymerisation.

Die Polymerisation soll natürlich nicht automatisch zu irgendeinem Zeitpunkt ablaufen sondern erst dann, wenn wir den Individuellen Abformlöffel soweit fertig haben, dass er hart werden soll. Photo-Initiator (UV) wird radikal

Deshalb sind dem Monomer Moleküle zugemischt, die radikale Moleküle einfangen und sie blockieren. Gäbe es sie nicht, würde die Monomerflüssigkeit im Laufe der Zeit von selbst hart werden und wäre nicht lagerfähig. Solche Stoffe nennt man Inhibitoren (lat. inhibere = verhindern). Initiator in Pulver und Flüssigkeit bilden ein Radikal

Gleichzeitig sind dem Monomer Moleküle beigemischt, die die Kettenbildung (Polymerisation) gezielt auslösen. Das sind Moleküle, die "auf Befehl" radikal werden und so den Beginn einer Kette darstellen, die dann rasant schnell von allein immer länger wird. Diese Moleküle heißen Initiatoren (sie initiieren sozusagen die Kettenbildung). Initiatoren reagieren entweder auf UV-Licht (Lichthärtender Kunststoff) oder auf ein Partnermolekül im Pulver, mit dem das Monomer vermischt wird (Autopolymerisat). Initiatoren haben als erstes Molekül in der Kette nur ein freies Elektron!

Übrigens, das Pulver ist nichts anderes als schon fertig polymerisiertes Monomer, dass in ganz kleinen Kügelchen vorliegt. Kettenbildung mit initiator animiert.gif

Eine Polymerisation läuft daher in drei Phasen ab.

Kettenstart (Startreaktion): Ein Initiator wird durch UV-Licht oder ein Partnermolekül aus dem Pulver radikalisiert und bildet das Startmolekül einer Molekülkette. Die weiteren Moleküle radikalisieren sich gegenseitig. Kettenwachstum (Wachstumsreaktion): Die weitere gegenseitige Radikalisierung hält das Wachstum der Kette in Gang. Läßt man diese Reaktion ungestört (Achtung Herstellerangaben zur Polymeristaionszeit unbedingt einhalten) ablaufen, bilden sich lange vernetzte Ketten und es bleibt wenig Restmonomer (nicht in Ketten eingebaute Monomer-Moleküle) übrig. Kettenabbruch (Abbruchreaktion): Es gibt mehrere Möglichkeiten die Reaktion zu beenden: Fast alle Monomermoleküle sind verbraucht, die Polymerisation ist fertig. Es bleiben allerdings immer ein paar restliche Monomermoleküle übrig, die noch kein Kettenende gefunden haben. Ist dieser Restmonomergehalt zu hoch, kann auch der fertige Kunststoff ähnlich schädlich wie das Monomer sein. Ein radikaler Initiator mit nur einem freien Elektron gelangt an das Ende einer Kette. Da das zweite Elektron fehlt, geht's an dieser Stelle nicht weiter, für diese Kette ist das Wachstum beendet. Ein Inhibitor setzt sich an ein Kettenende und blockiert das weitere Wachstum. Dummerweise funktioniert Sauerstoff (der in der Luft ja auch vorhanden ist) als Inhibitor für die Initiatoren des UV-Lichthärtenden-Kunststoffs. Somit wird die Kettenbildung an der Oberfläche der Kunststoffplatten durch Sauerstoff blockiert, eine nicht polymerisierte Schicht aus Monomer-Polymer-Gemisch bleibt zurück. Sie wird Inhibitionsschicht genannt.

Nun weißt du, wie Kunststoff hart wird. Er polymerisiert in langen Molekülketten. Die Gesamtheit aller Atombindungen, die im Polymer vorkommen, nennt man Primaärbindungen. Da sich die Ketten der vielen einzelnen Polymerisationsreaktionen auch physikalisch miteinander verknoten, spricht man hierbei von der Sekundärbindung.

Gesundheitlich problematisch ist dieser polymerisierte Kunststoff nur, wenn man ihn bearbeitet und dabei kleine Späne entstehen. Man kann über diese Späne in Kontakt mit Restmonomer kommen. Umso gefährlicher ist das noch nicht polymerisierte Monomer-Molekül. Den Kontakt mit diesen Molekülen (auch über die Atemluft, du kannst Monomer riechen) musst du unbedingt vermeiden. Hautausschläge, Allergien, Übelkeit und viele weitreichende Gesundheitsschädigungen können die Folge des Kontaktes sein. Deshalb gibt es eine verpflichtende Betriebsanweisung der Berufsgenossenschaft zum Umgang mit Methylmethacrylat im Labor, die dich vor diesem Zeug schützen soll!

Folgende Gefahrenkennzeichnungen gelten für Methacrylsäuremethylester (H- und P-Sätze):

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1H: 225‐315‐317‐335
2P: 210‐233‐280‐302+352‐304+340‐403+235 <nowiki>###</nowiki>


====Ergebnis<ref>ChatGPT 4o mit digitalerleben.app am 01.10.2024</ref>====

Podcast-Intro

Moderator: Willkommen zum "Science & Tech Talk"-Podcast! Heute haben wir eine spannende Folge für alle, die im Bereich Zahntechnik arbeiten. Unser Gast ist Dr. Jonas Müller, ein Chemiker, der uns heute die Polymerisation von Methylmethacrylat erklären wird. Außerdem werden wir über die Gesundheitsrisiken sprechen, die mit diesem Prozess verbunden sind, insbesondere wenn man ohne Schutzhandschuhe arbeitet. Willkommen, Dr. Müller!

Dr. Müller: Danke für die Einladung. Ich freue mich auf das Gespräch und hoffe, dass wir heute einige wichtige Punkte klären können.

Moderator: Unser Hörer Jens arbeitet in einem zahntechnischen Betrieb und verwendet regelmäßig photopolymerisierendes Methylmethacrylat. Jens, möchtest du uns kurz erzählen, was du genau machst und welche Fragen du hast?

Jens: Klar, danke. Also, in meinem Job stelle ich unter anderem individuelle Abformlöffel her und benutze dafür lichthärtenden Kunststoff. Ich weiß, dass das Material gesundheitsgefährdend sein kann, aber ich muss zugeben, dass ich oft ohne Schutzhandschuhe arbeite. Ich würde gerne mehr darüber wissen, wie die Polymerisation genau funktioniert und warum das Restmonomer und die Inhibitionsschicht entstehen.

Dr. Müller: Das sind wichtige Fragen, Jens. Fangen wir mal ganz von vorne an, um das Thema gründlich zu verstehen. Zuerst müssen wir über den Atombau und das Periodensystem der Elemente sprechen.

Jens: Das klingt gut. Ich bin gespannt!

Dr. Müller: Ein Atom besteht aus einem positiv geladenen Kern und den negativ geladenen Elektronen, die den Kern in Bahnen, den sogenannten Schalen, umkreisen. Der Kern enthält Protonen, die positiv geladen sind, und Neutronen, die neutral sind. Atome sind insgesamt neutral, weil die Anzahl der Elektronen gleich der Anzahl der Protonen ist.

Jens: Okay, das verstehe ich. Und wie passt das zu Methylmethacrylat (MMA)?

Dr. Müller: Methacrylsäuremethylester oder kurz MMA ist ein Molekül, das aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen besteht. Das zentrale Kohlenstoffatom hat vier Valenzelektronen, die es gemeinsam mit anderen Atomen nutzt, um stabile Verbindungen zu bilden. Diese Art der Bindung nennt man kovalente Bindung oder Elektronenpaarbindung.

Jens: Und was bedeutet das für die Polymerisation?

Dr. Müller: Gute Frage. Bei der Polymerisation von MMA handelt es sich um eine radikalische Polymerisation. MMA hat eine Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffatomen. Diese Doppelbindung ist instabil und kann leicht in eine einfachere Bindung umgewandelt werden.

Jens: Was passiert dann genau?

Dr. Müller: Bei der Polymerisation wird die Doppelbindung aufgebrochen, und das Molekül wird zu einem Radikal. Ein Radikal ist ein Molekül mit einem ungepaarten Elektron, das sehr reaktiv ist. Dieses Radikal kann ein anderes MMA-Molekül dazu bringen, ebenfalls radikal zu werden, und so startet eine Kettenreaktion. Diese Kettenreaktion führt zur Bildung langer Polymerketten, die als Polymethylmethacrylat (PMMA) bekannt sind.

Jens: Verstehe. Und wie wird dieser Prozess ausgelöst?

Dr. Müller: Bei der photopolymerisierenden Version von MMA, die du verwendest, wird die Polymerisation durch UV-Licht initiiert. Das UV-Licht aktiviert sogenannte Initiatoren, die dann Radikale bilden und die Polymerisation starten.

Jens: Das ist interessant. Aber was ist mit der Inhibitionsschicht und dem Restmonomer?

Dr. Müller: Die Inhibitionsschicht entsteht, weil Sauerstoff aus der Luft als Inhibitor fungiert. Er blockiert die Radikalisierung an der Oberfläche und verhindert, dass die Polymerisation an der Luft vollständig abläuft. Dadurch bleibt eine dünne Schicht aus nicht polymerisiertem Monomer zurück. Restmonomer entsteht, wenn nicht alle Monomermoleküle in die Polymerketten eingebaut werden können.

Jens: Das klingt logisch. Und warum ist das gesundheitsschädlich?

Dr. Müller: Das Monomer-Molekül, also das nicht polymerisierte MMA, ist sehr reaktiv und kann leicht in die Haut eindringen oder eingeatmet werden. Es kann Hautausschläge, Allergien und andere gesundheitliche Probleme verursachen. Deshalb ist es wichtig, Schutzhandschuhe und andere Schutzmaßnahmen zu verwenden.

Jens: Also sollte ich wirklich immer Schutzhandschuhe tragen?

Dr. Müller: Absolut. Der Kontakt mit Restmonomer oder nicht polymerisiertem Monomer kann ernsthafte gesundheitliche Folgen haben. Die Berufsgenossenschaft hat klare Regeln und Betriebsanweisungen zum Umgang mit MMA, um euch zu schützen.

Moderator: Vielen Dank, Dr. Müller und Jens, für dieses aufschlussreiche Gespräch! Ich hoffe, dass alle Zuhörer jetzt ein besseres Verständnis für die Polymerisation von MMA haben und die Wichtigkeit von Schutzmaßnahmen erkennen.

Dr. Müller: Danke, es war mir eine Freude, dabei zu sein.

Jens: Danke euch beiden. Ich werde definitiv sicherstellen, dass ich immer Schutzhandschuhe trage.

Moderator: Das war's für heute. Bleibt sicher und bis zum nächsten Mal beim "Science & Tech Talk"-Podcast!