Künstliches Perlmutt für Hochleistungskeramiken
Noch ist das Zukunftsmusik, aber die Symbiose von Nano- und Biotechnologie könnte nanostrukturierte Halbleiter ermöglichen, die selbstorganisiert in Nanoreaktoren wachsen.
Biomineralisierung ist fast so alt wie das Leben selbst. Schalentiere wie Muscheln und Krebse schützen ihre Körper mit Panzern, die Proteine als Schablonen zur Erzeugung hochorganisierter anorganischer Strukturen nutzen. Nach dem gleichen Verfahren könnten sich auch Nanobauteile und Hochleistungskeramiken von selbst bilden, wenn man erst einmal verstanden hat, wie die formgebenden Proteine arbeiten. Doch die Grundlagenforschung steckt noch in den Anfängen: Noch ist es also Zukunftsmusik, aber die Symbiose von Nano- und Biotechnologie könnte nanostrukturierte Halbleiter ermöglichen, die selbstorganisiert in Nanoreaktoren wachsen.
Die Volkswagenstiftung finanziert jetzt mit 350.000 Euro ein Projekt in ihrem Forschungsschwerpunkt "komplexe Materialien", bei dem es um die Herstellung synthetischer Verbundstoffe geht, die isolierte Komponenten aus Perlmutt nutzen. Perlmutt ist der Stoff, aus dem die echten Perlenketten sind -- in der Natur wird dieser Stoff von Weichtieren gebildet, die im Wasser leben. Die Schalen diese Weichtiere bestehen aus einem mit Calciumcarbonat gefüllten Proteingitter, das aus insgesamt 15 verschiedenen Proteinen besteht. Winzige Strukturunterschiede legen fest, ob sich eine Außenschale oder das glänzende Perlmutt bildet.
Auf natürliche Weise entsteht so eine komplexe Polymer-Keramik-Verbindung mit interessanten Materialeigenschaften: Perlmutt hat eine hohe mechanische Stabilität, ist sehr biegefest, gut umweltverträglich und weist insbesondere gegenüber Seewasser eine hohe Korrosionsresistenz auf. (Holger Bruns) / (wst)
