Allein in einem Gramm Boden lassen sich mehr als 1.000 Arten von Mikroorganismen finden. In den Laboren der Erde untersuchen Wissenschaftler unzählige Mikrobenarten. Die Anzahl derjenigen Mikroorganismen, die für das Gros der industriellen Anwendungen der Biotechnologie relevant sind, lässt sich jedoch an zwei Händen abzählen. Vertreter der ältesten Domäne des Lebens, der Archaea, finden sich darunter nicht.
Chemie
Innovationspreis für biobasierte Beschichtungen
Ob Trinkflaschen aus Bioplastik, Verpackungen aus Gras oder Textilien aus Holzfasern: Die Palette biobasierter und nachhaltiger Produkte wird von Jahr zu Jahr größer. Bei der diesjährigen Biobased Material Conference hat das Nova-Institut erneut die besten drei Materialien und Produkte auf dem Markt gekürt. Im Zuge der Corona-Krise fand die traditionelle Verleihung des Innovationspreises „Bio-based Material of the Year“ online statt.
Allianz für CO2-basierte Kosmetik
Kohlendioxid ist nicht nur ein Treibhausgas, das zur Erderwärmung beiträgt und den Klimawandel befeuert. Für Forschung und Industrie ist der CO2 längst eine wichtige Rohstoffquelle für neue Produkte geworden. So produziert Evonik seit Herbst vergangenen Jahres in der gemeinsam mit Siemens entwickelten Versuchsanlage Rheticus II aus Kohlendioxid und Wasser die Chemikalien Butanol und Hexanol.
Holzoptik mit Reishülsen
Möbel aus Tropenholz sehen edel aus, sind widerstandsfähig und zudem oft günstiger als vergleichbare Produkte aus heimischem Holz. Doch der Import dieser in den Tropen- und Subtropen beheimateten Hölzer ist seit langem umstritten, weil die Abholzung den Regenwald bedroht. Mit Resysta hat Bernd Duna eine nachhaltige Holzalternative etabliert, für die kein Baum gefällt werden muss. Der Holzersatzstoff gleicht in Optik und Haptik dem Original, besteht aber zu 60 Prozent aus Reishülsen - einem Reststoff aus der Landwirtschaft.
Künstliche Photosynthese-Zellen gebaut
Einem Team um den Marburger Max-Planck-Forscher Tobias Erb ist ein spektakulärer Meilenstein auf dem Gebiet der Synthetischen Biologie gelungen: Zusammen mit französischen Kollegen haben die Bioingenieure künstliche Zellen konstruiert, die Photosynthese betreiben können - und das auch noch deutlich schneller als die natürlichen Pendants.
Reisstroh als Rohstoffquelle nutzen
Rund 500 Millionen Tonnen Reis werden weltweit jährlich produziert. Als Ernteabfälle entstehen entsprechend große Mengen an Reisschalen und Reisstroh, die von den Landwirten häufig vor Ort verbrannt und dann als Asche auf die Felder verteilt werden. Da die Ernteabfälle viele kohlenstoffhaltige Moleküle beinhalten, wird auf diesem Weg jede Menge Kohlendioxid in die Atmosphäre entlassen. Am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock haben Forscher nun eine Alternative entwickelt, von der nicht nur das Klima, sondern auch die Reisbauern profitieren.
Enzyme unter Druck
Druck und Temperatur – das sind neben dem pH-Wert und den Reaktandenkonzentrationen oft die wichtigsten Parameter einer chemischen Synthese. Doch auch in biotechnologischen Prozessen kann Druck eine entscheidende Rolle spielen und die Arbeit der Enzyme beeinflussen. Bislang ist darüber jedoch wenig bekannt. Die strategische Allianz „prot P.S.I.“ (Protein Pressure Specific Activity Impact) will daran etwas ändern.
Solarer Wasserstoff ganz ohne CO2
Wasserstoff soll nach dem Willen der Bundesregierung mittelfristig ein wichtiger Energieträger werden und fossile Energieträger ablösen, die den Klimawandel vorantreiben. Bislang jedoch wird Wasserstoff vor allem chemisch mittels Elektrolyse produziert, die viel Strom verbraucht – und der wird derzeit noch zum überwiegenden Teil aus fossilen Rohstoffen erzeugt.
Auf dem Weg zur aquatischen Bioraffinerie
Mikroalgen sind ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln setzen auf die proteinhaltigen Organismen. Auch für die Herstellung von Biosprit, neuen Kunststoffen oder als Abwasserreiniger gewinnen sie zunehmend an Bedeutung. Ein Problem dabei ist jedoch, dass Aufzucht und Aufbereitung der Mikroalgen bisher noch nicht effizient genug sind. Vor allem die Extraktion relevanter Inhaltsstoffe wie Proteine, Fette oder Feinchemikalien ist eine Herausforderung.
Chemiebaustein Milchsäure aus Reiskleie gewinnen
Milchsäure ist nicht nur Bestandteil vieler Lebensmittel, sondern längst ein wichtiger Kandidat bei der Herstellung biobasierter und biologisch abbaubarer Kunststoffe. Der wohl bekannteste Biokunststoff ist die Polymilchsäure (PLA). Milchsäure wird biotechnologisch mithilfe verschiedener Bakterien hergestellt. Ausgangsstoff für die Milchsäurefermentation sind häufig natürliche Rohstoffe wie Pflanzenreste.