Enzyme bilden den Kern der Biotechnologie. Als Biokatalysatoren sollen sie der chemischen Industrie bei der Abkehr von umweltschädlichen Prozessen helfen und besonders nachhaltige Prozesse ermöglichen. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben die Enzyme nun in eine neue Form gebracht: Als Schäume erweisen sich die Biokatalysatoren als ausgesprochen stabil und aktiv.
Sieben Jahre ist es her, dass Chemiker der Universität Konstanz eine völlig neue Kunststoff-Klasse präsentierten, die in ihrer Struktur Biomaterialien ähnelt. Bei dem sogenannten Mineralkunststoff handelte es sich um ein Hydrogel, das aus Nanopartikeln von Kalziumkarbonat (Kalk) besteht, die durch Polyacrylsäure in Wasser vernetzt werden. Das besondere an dem neuen Kunststoff: Für die Herstellung wird kaum Energie verbraucht, da Raumtemperatur ausreicht. Zudem besitzt er selbstheilende Kräfte und ist gut recycelbar.
Pflanzen brauchen Stickstoff für ihr Wachstum. Zu viel Stickstoff, vor allem in Form von Nitrit oder Nitrat, schadet jedoch der Umwelt. Gelangt der Nährstoff beispielsweise in Binnengewässer und Meere, werden Algenwachstum und Sauerstoffmangel gleichermaßen gefördert. Nährstoffeinträge zu reduzieren und aus den Gewässern zu filtern, ist daher seit langem ein Forschungsschwerpunkt. Oft ist es die Natur selbst, die eine Lösung parat hat, wie eine neue Studie zeigt.
Ob Auto, Windrad oder Flugzeug: Damit eine Maschine reibungslos läuft, benötigt sie meist Schmiermittel, die jedoch traditionell auf fossilen Rohstoffen basieren. Im Projekt PolyBioFe haben Partner aus Forschung und Industrie Schmierfette hergestellt, die fast vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Im Fokus des Vorhabens stand vor allem die Entwicklung einer biobasierten Alternative von Polymerverdickern, die ein wichtiger Bestandteil von Schmierstoffen für Wälzlager sind.
Bernsteinsäure ist eine der wichtigsten Basischemikalien und wird vielfältig eingesetzt – zum Beispiel zur Herstellung von Farbstoffen, Acrylharzen, Kosmetika oder Medikamenten. Ein wichtiger Ausgangsstoff für die Herstellung dieser begehrten Plattformchemikalie ist Erdöl. Da der fossile Rohstoff umweltschädlich und zudem endlich ist, suchen Forscherinnen und Forscher seit langem nach Alternativen. Im EU-Projekt LUCRA will ein Konsortium aus Forschung und Industrie nun Bernsteinsäure aus organischen Rest- und Abfallstoffen gewinnen.
Mikroorganismen werden seit Jahrhunderten zur Herstellung von Lebensmitteln wie Bier oder Käse genutzt. Für die Bioökonomie sind Bakterien wichtige Proteinfabriken, die tierisches Eiweiß ersetzen und damit auch zu einer nachhaltigen Ernährung beitragen können. Das Food-Tech Start-up MicroHarvest setzt auf die Kraft der mikrobiellen Helfer, um neue gesunde und nachhaltige Proteinzutaten herzustellen.
Aspekte wie Tierwohl und Umweltschutz spielen beim Kauf von Fleischprodukten eine immer größere Rolle. Die steigende Nachfrage nach pflanzlichen Alternativen treibt auch die Entwicklung von sogenanntem Laborfleisch voran. Dabei werden Muskelstammzellen von Hühnern oder Rindern in einem Bioreaktor kultiviert und mit einem 3D-Drucker zu fleischähnlichen Strukturen geformt - ohne dass ein Tier leiden oder sterben muss. In Singapur und den USA sind bereits erste Clean-Meat-Produkte auf dem Markt.