Mikroalgen sind längst ein wichtiges Forschungsfeld und ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln setzen auf sie. Auch für die Herstellung von Biosprit und neuen Kunststoffen gewinnen Mikroalgen zunehmend an Bedeutung. Die Mikroalgenproduktion anzukurbeln ist daher auch das Ziel eines internationalen Projektes, an dem Jülicher Forscher seit einiger Zeit tüfteln.
Chemische Industrie und Umweltschutz – das war bis in die 1970er Jahre ein Thema mit viel Konfliktpotenzial. Auch heute ist es nicht immer einfach, chemische Prozesse umweltfreundlich zu gestalten. Doch die Branche hat die Herausforderung angenommen. Mit „Chemie 4.0“ will das Transferzentrum Chemie- und Biosystemtechnik im Großraum Halle-Leipzig die Nachhaltigkeit der Branche auf ein neues Niveau heben.
Bakterien werden in der Biotechnologie für die verschiedensten Aufgaben eingesetzt. So können so etwa zur Herstellung von Plattformchemikalien genutzt werden oder um Abgase in nützliche Rohstoffe umzuwandeln. Damit die gewünschten Prozesse von den Mikroben geleistet werden können, müssen diese zuvor oft aufwendig gentechnisch verändert werden.
Sie ist schnell, elastisch und bei der Beutejagd auch klebrig: die Froschzunge. Für Forscher ist das Jagdinstrument der Amphibien seit langem ein interessantes Forschungsfeld. Mit einer Geschwindigkeit von etwa 36 Kilometern pro Stunde schnellt die Froschzunge hervor, um Beute zu fangen, ermittelten einst US-amerikanische Forscher. Ebenso bemerkenswert ist die Haftkraft, die dabei wirkt. Kieler Forschende fanden 2014 heraus, dass sie weit größer ist als das Körpergewicht der Amphibien selbst.
Rund 1,8 Millionen Tonnen Klärschlamm fallen hierzulande jährlich in den Kläranlagen der Kommunen und der Industrie an. Darin enthalten sind auch Wertstoffe wie Phosphor – doch bislang werden Klärschlamme meist verbrannt oder in der Landwirtschaft als Dünger verwendet. Für die Zukunft schreibt der Gesetzgeber jedoch vor, dass zumindest Phosphor zunächst zurückgewonnen werden muss.
Die Biowissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) freuen sich über eine Förderung in Höhe von rund 8 Mio. Euro bis 2023. Auf diesen Betrag summieren sich zwei Graduiertenkollegs, die jetzt die Deutsche Forschungsgemeinschaft finanziert hat. Sie werden in den Forschungsschwerpunkt „Biowissenschaften – Makromolekulare Strukturen und biologische Informationsverarbeitung“ der MLU eingebettet.
Für einen kommerziellen Einsatz genügt es noch nicht, dennoch ist bemerkenswert, was einem Team aus deutschen und portugiesischen Elektrochemikern gelungen ist: Die Forscher der Ruhruniversität Bochum, des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion in Mülheim an der Ruhr und der Universität Lissabon haben die Stromdichte einer Biobrennstoffzelle verachtfacht.
Egal ob künstliche Gelenke, Türscharniere oder andere Anwendungen, bei denen mehrere Oberflächen mechanisch aufeinander treffen – ein Tropfen Öl oder Fett als Schmiermittel verbessert oft die jeweilige Funktion. Doch so eine Zugabe ist beispielsweise in der Biomedizin kaum oder gar nicht realisierbar. Deshalb sind Forschende und Ingenieure schon lange auf der Suche nach „selbst-schmierenden“ Materialien.
Die Speicherung von überflüssigem grünem Strom ist eine Voraussetzung für die Energiewende. Das Power-to-Gas-Verfahren hat dieses Potenzial. Es kann Strom aus Sonne und Windkraft in Gas verwandeln, das langfristrig gespeichert und so bei Lieferengpässen abrufbar ist. Ein Team der Electrochaea GmbH um Francesco di Bari hat diese vielversprechende Technologie noch effizienter gemacht: Milliarden Jahre alte Mikroorganismen, sogenannte Archaeen, agieren bei der Umwandlung von Strom in Gas als Katalysator und recyceln dabei gleichzeitig Kohlendioxid.
Enzyme sind die Chemiefabriken der Zellen. Sie binden Ausgangsmoleküle und katalysieren deren Umsetzung in benötigte Produkte. Entscheidend dafür, welche Ausgangsstoffe ein Enzym verwerten kann, ist die Struktur seines sogenannten aktiven Zentrums. Biotechnologen experimentieren daher mit dem Aufbau der Enzyme, um die chemischen Gruppen in ihrem aktiven Zentrum zu verändern. Dadurch sollen die Enzyme nicht mehr ihre natürlichen Substrate, sondern die für einen industriellen Prozess gewünschten Moleküle binden.