Chemie

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.

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.

Noch immer werden die meisten Fahrzeuge über Verbrennungsmotoren betrieben. Diese wiederum benötigen Treibstoff, meist Benzin, dessen Herstellung und Verbrennung extrem umweltschädlich sind. Deshalb arbeiten Forschende am Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM in Mainz zusammen mit zwölf Forschungsgruppen aus sieben Ländern im EU-Projekt BIOGO an einer Technologie zur Erzeugung eines ökologisch unbedenklichen Biosprits.

Ungiftig für Mensch und Umwelt, das waren in der Vergangenheit die zentralen Anforderungen für einen Klebstoff. Heute sind diese Eigenschaften selbstverständlich und Klebstoffe für unzählige Anwendungssituationen verfügbar. Um dennoch ein Alleinstellungsmerkmal vorweisen zu können, setzen viele Hersteller darauf, ihre Rohstoffe nachhaltig zu beschaffen.

Brennstoffzellenfahrzeuge gelten neben Elektrofahrzeugen als die Mobilitätslösung der Zukunft. Eine wesentliche Herausforderung besteht dabei darin, den notwendigen Treibstoff Wasserstoff sicher zu speichern. Bislang erfolgt das in Behältern, in denen das Gas einem Druck von mehreren Hundert Bar ausgesetzt ist. Bioökonomieforscher der Universität Hohenheim haben jetzt ein Material entwickelt, das auch bei Normaldruck große Mengen Wasserstoff speichern kann. Dadurch seien die Speicher wesentlich weniger gefährlich, betont Projektleiterin Andrea Kruse.