mini|hochkant|Hans Kuhn (1975)
Hans Kuhn (* 5. Dezember 1919 in Bern; † 25. November 2012 Abgerufen am 6. Dezember 2012 in Troistorrents/Schweiz) war ein Schweizer Professor für Physikalische Chemie und Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) in Göttingen.
Leben Hans Kuhn studierte 1938 bis 1942 Chemie an der ETH Zürich und erlangte das Diplom als Ingenieur-Chemiker. Anschließend arbeitete er als Assistent an der Universität Basel, wo er 1944 bei Werner Kuhn zum Dr. phil. promovierte und 1946 habilitierte. 1946 bis 1947 arbeitete er als Post-Doktorand bei Linus Pauling am California Institute of Technology in Pasadena und 1950 für einige Monate bei Niels Bohr in Kopenhagen. 1951 bis 1953 war Hans Kuhn Professor an der Universität Basel, 1953 bis 1970 Professor und Direktor des Instituts für Physikalische Chemie an die Philipps-Universität Marburg. Von 1970 bis zu seiner Emeritierung 1985 war er Leiter der Abteilung „Molekularer Systemaufbau“ am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) in Göttingen.
Fritz Peter Schäfer, Peter Fromherz, Horst-Dieter Försterling, Viola Vogel und Dietmar Möbius waren Studenten von Hans Kuhn; Erwin Neher war Assistent in seiner Abteilung. Die Heirat mit Elsi Hättenschwiler war 1948, sie gebar die Kinder Elisabeth, Andreas, Eva, Christoph. Elsi starb 2004.
Wissenschaftliche Arbeiten Hans Kuhn begann seine Doktor-Arbeit mit der Untersuchung der Entknäuelung von Fadenmolekülen in strömender Lösung. Werner Kuhn schlug ihm vor, das Fadenmolekül zur vereinfachten theoretischen Behandlung durch ein HantelmodellHantelmodell zu ersetzen. Hans Kuhn war von der Einfachheit und dem Erfolg des Modells in der quantitativen Analyse einer Vielzahl von Experimenten begeistert. Diese Erfahrung, unterstützt durch die Arbeiten bei Linus Pauling und Niels Bohr, war für die Lebens-Arbeit von Hans Kuhn in der Forschung bestimmend.H. Kuhn: Fascination in Modeling Motifs, Chapter 6 in R. Jaenicke and G. Semanza (Eds.) Selected Topics in History of Biochemistry: Personal Recollections VI (Comprehensive Biochemistry Vol 41) Elsevier Science 2000. Polymere wurden erstmals 1934 von Werner Kuhn als Ketten statistischer Fadenelemente beschrieben.W. Kuhn: Ueber die Gestalt fadenförmiger Moleküle in Lösungen Kolloid Zeitschrift 68:2 (1934). 1943 wurde das statistische Vorzugselement definiert.W. Kuhn and H. Kuhn: Die Frage nach der Aufrollung von Fadenmolekülen in strömenden Lösungen Helv. Chim. Acta 26:1394 (1943). Es wird heute als Kuhn-Länge bezeichnet. Im Lehrbuch „Principles of Physical Chemistry“ wird es „statistical chain element“ genannt.Principles of Physical Chemistry by Hans Kuhn, Horst-Dieter Försterling and David H. Waldeck, 2nd Edition, Wiley, Hoboken (2009) Um das Verhalten geknäulter Fadenmoleküle genauer zu beschreiben als durch das Hantelmodell, fertigte Hans Kuhn makroskopische Modelle von Molekülknäueln an und untersuchte ihr hydrodynamisches Verhalten.H. Kuhn: Viscosity, sedimentation, and diffusion of long-chain molecules in solution as determined by experiments on large scale models. J. Colloid Sci. 5:331 (1950).
mini|Polyene: potentielle Energie (Vertiefungen durch Atomrümpfe vernachlässigt) und π-Elektronendichte. a) Instabilität bei gleichen Bindungslängen. b) Stabilisierung durch Bindungslängen-Alternanz durch Bindungslängen konsistent mit π-Elektronendichte (BCD)-Näherung.
Bei Pauling versuchte er die Lichtabsorption von Polyenen durch das Elektronengas-Modell zu erklären, was nicht gelang. Zwei Jahre später sah er, dass das Modell, auf Cyaninfarbstoffe angewendet, zu einer quantitativen Übereinstimmung der erwarteten Spektren mit dem Experiment führte.H. Kuhn: Elektronengasmodell zur quantitativen Deutung der Lichtabsorption von organischen Farbstoffen In: J. Helv. Chim. Acta, Band 31, 1948, S. 1441. Er sah den Grund seines Scheiterns bei den Polyenen darin, dass bei Annahme gleicher Bindungslängen eine Instabilität auftritt, die zu einer Alternanz zwischen Einfach- und Doppelbindungen führt, verursacht durch die Bedingung der Selbstkonsistenz zwischen angenommenen Bindungslängen und berechneter π-Elektronendichte-Verteilung. Nur so konnte er die Absorptionsspektren der Polyene verstehen.H. Kuhn: A quantum mechanical theory of light absorption of organic dyes and similar compound In: J. Chem. Phys., Band 17, 1949, S. 1198. Später wurde die Annahme theoretisch begründet.F. Bär, W. Huber, G. Handschig, H. Martin and H. Kuhn: Nature of the free electron gas model. The case of the polyenes and polyacetylenes. In: J. Chem. Phys., Band 32, 1960, S. 470. Dieser Effekt wird häufig als Peierls-Instabilität bezeichnet: ausgehend von einer linearen Kette von Atomen gleichen Abstandes wandte Peierls eine Störungsrechnung erster Ordnung mit Bloch-Wellenfunktionen an, aber er zeigte nicht die Selbstkonsistenz, die zur Alternanz von Einfach- und Doppelbindung führt.R. E. Peierls: Zur Theorie der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit von Metallen Ann. Phys. 4, 1930, S. 121–148.R. E. Peierls: Quantum theory of solids Clarendon, Oxford 1955.R. E. Peierls: Surprises in Theoretical Physics Princeton University Press, Princeton 1979, S. 73.R. E. Peierls: More Surprises in Theoretical Physics Princeton University Press, Princeton 1991, S. 29. Die besonderen Eigenschaften leitender Polymere beruhen auf dem theoretischen Zusammenhang von Bindungsalternanz und Bindungslängen-Ausgleich. Das Elektronengasmodell und seine Verfeinerungen entwickelten sich zu einer Theorie der Lichtabsorption organischer Farbstoffe.H. Kuhn: The Electron Gas Theory of the Color of Natural and Artificial Dyes. Progress in the Chemistry of Organic Natural Products (L. Zechmeister ed.) 16:169 (1958) and ibid. 17:404 (1959).H. Kuhn: Neuere Untersuchungen über das Elektronengasmodell organischer Farbstoffe. Werner Kuhn, Basel, zum 60. Geburtstag gewidmet. In: Angew. Chem., Band 71, 1958, S. 93–101. In Marburg entwickelten Hans Kuhn und Fritz Peter Schäfer (kurz vor dem Zeitalter des Digital-Computers) einen Analogrechner zur Lösung der zweidimensionalen Schrödinger-Gleichung.F. P. Schäfer: Analogrechner und Registrierautomat zur Ermittlung der stationären Wellenfunktionen und Energieniveaus eines Teilchens in einem zweidimensionalen Potentialfeld, Dissertation Marburg 1960. Dieser raumerfüllende Rechner wurde von der Arbeitsgruppe von Hans Kuhn zur Berechnung der Bindungslängen interessanter π-Elektronensysteme verwendet.H. Kuhn, W. Huber, G. Handschig, H. Martin, F. Schäfer, F. Bär: Nature of the Free Electron Model. The Simple Case of the Symmetric Polymethines. In: J. Chem. Phys., Band 32, 1960, S. 467.H. Kuhn: In: Chimia, Band 15, 1961, S. 53–62.H. D. Försterling, W. Huber, H. Kuhn: Projected electron density method of π-electron systems I. Electron distribution in the ground state. In: Int. J. Quant. Chem., Band 1, 1967, S. 225.H. D. Försterling, H. Kuhn: Projected electron density method of π-electron systems II. Excited states. In: Int. J. Quant. Chem., Band 2, 1968, S. 413.
mini|(a) Modell zur Entstehung eines ersten, replizierenden Oligomers R. (b) ganz spezieller Ort auf der präbiotischen Erde. Pfeil: ganz besonderer zyklischer Wechsel von Temperatur und vielen anderen speziellen Gegebenheiten die zufälligerweise gerade hier herrschen. (c) Evolution zunehmend komplexer selbst-reproduzierender Formen durch Besetzung von Bereichen mit Eigenschaften, die zunehmend schwierig zu überwinden sind.
Anfangs der 1960er-Jahre dachte Hans Kuhn an ein neues Paradigma in der Chemie, der Synthese von unterschiedlichen Molekülen, die strukturell so ineinander passen, dass sie funktionelle Komponenten darstellen, die also als Ganzes eine vorausgeplante Funktionseinheit bilden, eine supramolekulare Maschine.H. Kuhn: "Versuche zur Herstellung einfacher organisierter Systeme von Molekülen" Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft, 245–66 (1965) Seine Arbeitsgruppe konstruierte Prototypen solcher Maschinen durch Entwicklung neuer Techniken zur Herstellung und Manipulation von Langmuir-Blodgett-Schichten.H. Bücher, K.H. Drexhage, M. Fleck, H. Kuhn, D. Möbius, F. P. Schäfer, J. Sondermann, W. Sperling, P. Tillmann, J. Wiegand: Controlled transfer of excitation energy through thin layers. In: Molecular Crystals, Band 2, 1997, S. 199.H. Kuhn, D. Möbius: Systems of monomolecular layers-assembling and physico-chemical properties. In: Angew. Chem. Int. Ed. Engl., Band 10, 1971, S. 620–637. Sie sind heute unter der Bezeichnung Langmuir-Blodgett-Kuhn-Schichten (LBK-Schichten) oder als LBK-Filme bekannt. Die vielen neuen Verfahren wurden in enger Zusammenarbeit mit Dietmar Möbius entwickelt und sollten daher als Langmuir-Blodgett-Möbius-Kuhn-Schichten (LMBK-Schichten) bezeichnet werden.