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04.06.2012

Neue Methode zur Beschichtung von Oberflächen mit Biochemikalien


Eine neuartige Methode zur umweltfreundlicheren und effizienteren Beschichtung von Oberflächen mit Nanopartikeln wurde am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) entwickelt. Die "Erfinder" um Dr. Johannes Raff arbeiten mit Biochemikalien, die sie künftig auch in einer eigenen Firma vertreiben wollen. Um das "BioBASE" genannte Ausgründungsvorhaben zu unterstützen, finanziert es die Helmholtz-Gemeinschaft mit 100.000 Euro; das HZDR bringt noch einmal den gleichen Betrag auf.

Das Team um Dr. Johannes Raff ist bereits mit Partnern aus den Bereichen Kunststoffveredelung und kunststoffbasierte Medizinprodukte im Gespräch. "Unsere Biochemikalien eignen sich für die Beschichtung unterschiedlichster Materialien, neben Kunststoff auch Glas und Metall", so Raff. Die Arten der Beschichtung reichen von dekorativ bis funktionell. Das Projekt ist eines von sechs neuen Ausgründungsvorhaben, die mit dem Programm Helmholtz-Enterprise aus dem Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft finanziert werden. Ein externes Gutachtergremium wählt regelmäßig Projekte aus, die das Potenzial haben, sich auf dem Markt erfolgreich zu bewähren. Durch die finanzielle Förderung stehen den Ausgründungsprojekten zusätzliche Mittel für Personal in der Ausgründungsphase zur Verfügung.

Das Prinzip der Beschichtungschemikalien kommt aus der Natur. Die Wissenschaftler nutzen die Fähigkeit von Proteinen, also Eiweißmolekülen, sich zu regelmäßigen Nanostrukturen anzuordnen. In diesen Gitterstrukturen werden die Beschichtungsmaterialien, die aus Nanopartikeln bestehen, aufgebracht. Nanopartikel haben eine besonders hohe reaktive Oberfläche, die in den Eiweiß-Gitterstrukturen erhalten bleibt; zudem können sie sehr definiert aufgebracht werden. Bisher ließen sich diese Eigenschaften noch nicht optimal nutzen.

Die Proteine bilden auf den Oberflächen eine zweidimensionale Schicht, weshalb die Wissenschaftler sie auch "Surface-layer-Proteine" oder kurz "S-Layer-Proteine" nennen. Die vom BioBASE-Team verwendeten Proteinschichten sind besonders stabil und besitzen sehr interessante Metallbindungseigenschaften, die sich ideal zu Herstellung und Immobilisierung von Nanopartikeln eignen. Sie wurden von Bakterien kultiviert, die die Forscher in schwermetallhaltigen Umgebungen fanden; die Bakterien schützen sich durch die Proteinschichten vor lebensfeindlichen Bedingungen.

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)




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