Chemie

In der Biotechnologie werden viele Stoffe aus Mikroorganismen als lebende Zellfabriken gewonnen. Um diese Produktionsorganismen auch im industriellen Maßstab so effizient wie möglich zu kultivieren, bedarf es oft langwieriger Versuchsreihen. Ralf Pörtner an der Technischen Universität Hamburg sowie weitere Kollegen aus Industrie und Forschung haben im Rahmen eines Forschungs-Verbundprojektes ein digitales Werkzeug zur Optimierung von biotechnologischen Prozessen entwickelt.

Sie leben in heißen Quellen und zählen zu den ältesten Lebensformen des Planeten: Archaeen sind Mikroorganismen mit teils bemerkenswerten Stoffwechselwegen. Dazu zählt auch die Fähigkeit, Kohlendioxid aus der Luft zu verwenden, um es in chemische Verbindungen einzubauen. Gelänge es, diese Fähigkeiten in Bakterien zu übertragen, die sich biotechnologisch gut nutzen lassen, könnte so nicht nur das Klimagas einem sinnvollen Zweck zugeführt, sondern auch noch Erdöl als Rohstoff ersetzt werden.

Ob im Haushalt, beim Sport oder im Auto: Gegenstände aus Faserverbundwerkstoffen sind allgegenwärtig, ohne dass wir sie bewusst wahrnehmen. Durch das Zusammenfügen zweier Komponenten wie etwa einer Kunststoffmatrix mit Fasern entsteht ein hochfester und zugleich leichter Werkstoff, der vielfältigen Ansprüchen gerecht wird. Das Einsatzspektrum reicht vom Skateboard über Beinprothesen bis hin zum Flugzeugrumpf.

Enzyme sind für viele Industriebereiche mittlerweile unverzichtbar. Ihr Potenzial, auf natürliche Weise Produkte zu veredeln oder als Katalysator Produktionsprozesse zu beschleunigen, macht die Eiweißmoleküle zu heimlichen Stars biotechnologischer Prozesse. Vor allem Waschmittelhersteller kommen ohne die Multitalente nicht mehr aus. Immer mehr Textilien bestehen heutzutage aus einer Mischung von Fasern - wie etwa Baumwolle und Polyester.  Darüber hinaus gibt es neue Materialien für Outdoor-Textilien, die hauptsächlich aus synthetischen Fasern bestehen.

Sie sitzen fest verankert am Meeresgrund. Auch die peitschende Brandung an den Küsten kann ihnen wenig anhaben – Miesmuscheln. Das Geheimnis ihrer Widerstandfähigkeit liegt in den Füßen: Die Schalentiere stellen dort ein Protein her, das unter Wasser so gut klebt wie kein anderes Material. Egal ob Stein, Metall oder Kunststoff, der Muschelkleber haftet enorm effizient auf den unterschiedlichsten Oberflächen.

Deutschland hat ein Recyclingproblem, auch wenn es auf den ersten Blick anders aussieht: Zwar meldete das Umweltbundesamt für 2017 eine Recyclingquote von 99,4%. Allerdings wurde etwas mehr als die Hälfte der 6,15 Mio.