Davon kann man lernen.
Foto: Maike Glöckner

Biominerale wie Muschelschalen  oder Meeresschwämme besitzen eindrucksvolle Eigenschaften. Selbst wenn die Bestandteile bekannt sind, ist es die hochkomplexe Anordnung, die es ermöglicht, zum Beispiel Stabilität in ganz erstaunlicher Weise mit Flexibilität zu verbinden. Viele Meeresbewohner setzen Minerale und organische Bestandteile zu solchen intelligenten Strukturen zusammen, der Prozess heißt Biomineralisation.

Filipe Natalio und seine „Nachwuchsgruppe für Bioanorganische und Biomimetische Chemie“ aus Halle-Wittenberg arbeiten daran, die komplexen Entstehungsprozesse zu verstehen und nachzustellen. Sie versuchen den Bauplan der Natur zu entschlüsseln und die besonderen Eigenschaften nutzbar zu machen. Nun konnten sie im Labor aus dem Mineral Kalzit und dem Protein Silikatein feinste Nadeln herstellen. Inspiration waren dabei Glasschwämme, die aus solchen nadelförmigen Skelettelementen aufgebaut sind.

In puncto Robustheit und Beweglichkeit haben die Forscher die natürlichen Vorbilder sogar noch übertroffen. Sie entdeckten, dass die Silikateine eine wichtige Rolle übernehmen. Zum einen verbinden sie die Kalzit-Nanopartikel, zum anderen wirken sie wie Schmiermittel und erlauben es den Nadeln, selbst ein Umbiegen um 180 Grad zu überstehen.

Die Nutzungsmöglichkeiten solcher Materialien sind vielfältig. Von neuen Implantaten für die Medizin, die äußerste Festigkeit bei geringstem Gewicht bieten, bis hin zu neuartigen Baustoffen ist alles denkbar.

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