Chemie

Mit den ERC Starting Grants fördert der Europäische Forschungsrat jährlich herausragende Forschungsprojekte von exzellenten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern am Anfang ihrer Karriere. Die Projekte der Forschenden werden über einen Zeitraum von fünf Jahren mit insgesamt 1,5 Mio. Euro unterstützt. Einer, der die begehrte Förderung einwerben konnte, ist Markus Jeschek von der Universität Regensburg. Der Professor für Synthetische Mikrobiologie erhält die Förderung für das Projekt „Biosensing by Sequence-based Activity Inference“ – kurz BiosenSAI.

Lebensmittelverpackungen sollen vor allem eines: Lebensmittel schützen, damit sie genießbar bleiben und unbeschadet beim Verbraucher ankommen. Bisher werden dafür meist erdölbasierte Kunststoffe verwendet. Doch der Trend weg von fossilen Rohstoffen stellt auch die Verpackungsindustrie vor neue Herausforderungen. Nachhaltige Alternativen sind gefragt, um Ressourcen und Umwelt gleichermaßen zu schonen.

Nachwachsende Rohstoffe wie Holz oder Stroh sind nur zwei Ressourcen, die in der chemischen Industrie die endliche Ressource Erdöl ersetzen und die Branche umweltfreundlicher machen können. Bei der Herstellung nachhaltiger Chemikalien und Produkte sind es vor allem Start-ups, die mit Innovationen vorangehen. Auf dem Investor Forum 2023 des Internationalen Kompetenzzentrums Nachhaltige Chemie (ISC3) konkurrieren am 28. September in Bonn die besten Ideen bei der mittlerweile vierten ISC3 Innovation Challenge um den Innovation Award.

Die Synthetische Biologie zielt darauf ab, komplexe biologische Prozesse im Labor gezielt zu entwerfen, nachzubauen oder zu verändern. Einer der wichtigsten biologischen Prozesse ist die Photosythese.

Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze sind Meister der Stoffumwandlung und seit jeher wichtige Werkzeuge der Biotechnologie. Mit ihrer Hilfe lassen sich Materialien produzieren, die von Natur aus biobasiert und biologisch abbaubar sind – beispielsweise Biokunststoffe. Das Problem: Nicht alle Bakterien, die für die Biotechnologie interessant sind, bringen die gewünschte Leistung, denn sie lassen sich nur schwer bändigen.

Weltweit tüfteln Forschende und Unternehmen an Methoden, um das klimaschädliche Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu binden. Eine Möglichkeit ist der Einsatz von Pflanzenkohle in der Landwirtschaft. Sie besteht entweder aus Pflanzen- oder Holzresten, die im sogenannten Pyrolyseverfahren bei Temperaturen von mehr als 450 Grad unter Ausschluss von Sauerstoff verkohlt werden. Diese verkohlte Biomasse kann nicht nur Kohlenstoff dauerhaft speichern, sondern auch Nährstoffe und Wasser binden.

Selbst in entlegenen Teilen der Welt wie in der Arktis finden Forschende mittlerweile Mikroplastikteilchen. Die winzigen Plastikpartikel treiben aber nicht nur im Wasser und werden Meerestieren und Ökosystemen zum Verhängnis. Wind und Wellen sorgen dafür, dass die Teilchen in die Atmosphäre gelangen, wie die Studie eines deutsch-norwegischen Forschungsteams beweist.  

Blattflöhe sind für Obstbauern ein Graus. Diese sogenannten Psylliden stechen mit ihren saugenden Mundwerkzeugen die Pflanze an und saugen den Pflanzensaft aus. Auf diese Weise verursachen die parasitischen Blattflöhe mitunter hohe Ernteverluste. Mithilfe chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel versuchen Obstbauern bisher, den Schädling zu bekämpfen.

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.