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11.03.2013 | Werkstofftechnik | Im Fokus | Onlineartikel

Materialwissenschaftler wollen die Biomineralisation nutzen

Autor:
Dieter Beste
1:30 Min. Lesedauer

Bei der Entwicklung neuer Materialien lassen sich Wissenschaftler und Ingenieure immer häufiger von der Natur inspirieren. So auch in einem EU-Forschungsprojekt zur Biomineralisation. Ihr Credo: Wenn sich Knochen, Zähne, Schneckenhäuser, Muschelschalen oder Schildkrötenpanzer auf dieser Basis in Selbstorganisation aufbauen, sollte es möglich sein, solche Verbundwerkstoffe auch technisch herzustellen.

Ziel des Projektes SMILEY (Smart nano-structured devices hierarchically assembled by bio-mineralization processes) ist es unter anderem, auf der Grundlage eines Bottom-up-Ansatzes, nano-strukturierte Materialien mit smarten Eigenschaften zu entwickeln. Auf der Basis von Biomineralisation und Selbstorganisation, so der Plan, sollen magnetische Filtermaterialien entstehen oder menschliches Hartgewebe für die Regeneration von Zähnen oder Knochen.

Den Materialwissenschaftlern der Friedrich-Schiller-Universität Jena schwebt in ihrem gerade gestarteten Smiley-Teilprojekt vor, Solarzellen auf Textilbasis zu entwickeln. Als Bestandteil der Kleidung sollen sie künftig die Energieversorgung von elektronischen Geräten wie Handys übernehmen können. „Grundlage für die textilen Solarzellen werden Fasern sein, auf denen Halbleitermaterialien aufwachsen können“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Frank A. Müller vom Institut für Werkstofftechnologie und Materialwissenschaft der Uni Jena.

In einem an die Biomineralisation der Natur angelehnten Beschichtungsvorgang dienen Müller und seinem Team Gerüste aus Eiweiß- oder Zucker-Molekülen und Ionen wie Kalzium, Phosphat oder Karbonat als Grundlage für die Entstehung von Mineralien. „Auch wenn diese Prozesse noch nicht bis in jedes Detail verstanden sind, so können wir uns doch das Prinzip der Selbstorganisation von Biomineralien zunutze machen“, ist der Professor für Oberflächen- und Grenzflächentechnologien überzeugt. Darüber hinaus seien vielfältige weitere Anwendungsgebiete selbstorganisierter und mineralisierter Biomaterialien denkbar. Mit dem Projekt wolle man auch eine generelle Machbarkeit dieses Konzepts demonstrieren und so den Weg in die industrielle Verwertung ebnen.

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