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.
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.
Lignin ist neben Cellulose der wichtigste pflanzliche Rohstoff. Derzeit wird das Biopolymer vor allem zur Energiegewinnung genutzt. Seine strukturgebenden Eigenschaften machen den Holzinhaltsstoff aber auch für die chemische Industrie interessant, inbesondere als Ausgangsstoff für neue biologisch nachhaltige Plattformchemikalien. Ein europäisches Forscherteam unter Beteiligung der Johannes Gutenberg-Universität Mainz will die Möglichkeiten der kommerziellen Nutzung von Lignin für die Industrie weiter ausbauen.
Forscher der Universität Hohenheim arbeiten seit Jahren daran, aus pflanzlicher Biomasse neue Plattformchemikalien zu entwickeln. Dafür experimentierte ein Team um Andrea Kruse in der Vergangenheit auch mit ungewöhnlichen Gewächsen wie dem in China beheimateten Schilfgras Miscanthus und der Salatpflanze Chicorèe.
Knöllchenbakterien haben eine Fähigkeit, um die sie viele Chemiker beneiden: Die Mikroorganismen im Wurzelraum bestimmter Pflanzen können molekularen Stickstoff bei Normaltemperatur aufbrechen, um andere Moleküle herzustellen. Stickstoff liegt in der Atmosphäre elementar nur als Molekül aus zwei Atomen (N2) vor. Deren Elektronen bilden eine sogenannte Dreifachbindung, die äußerst stabil ist und das Molekül reaktionsträge macht.
Der Schwarzhörnige Totengräber, im Fachjargon Nicrophorus vespilloides genannt, gehört zu den Aaskäfern und ist in ganz Europa heimisch. Er betreibt intensive Brutpflege und vergräbt Kadaver kleiner Tiere als Futterquelle für seinen Nachwuchs.