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Nanoreaktoren nach natürlichen Vorbildern gebaut

24.09.2018

Ella Maru

Katalytisch aktive Einzelketten-Nanopartikel nach biologischen Vorbildern haben Wissenschaftler des KIT und der QUT in Brisbane/Australien entwickelt.

Winzige Reaktoren nach natürlichen Vorbildern haben Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt: Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Journal of the American Chemical Society in einem Perspektivenartikel berichten, liegt ein Fokus ihrer Forschung auf katalytisch aktiven Einzelketten-Nanopartikeln, welche die Struktur von Metallo-Enzymen nachahmen. Solche maßgeschneiderten Makromoleküle herzustellen, gehört zu den Zielen des am KIT koordinierten Sonderforschungsbereichs „Molekulare Strukturierung weicher Materie“ (SFB 1176).

Die Katalyse, bei der ein Stoff eine chemische Reaktion beschleunigt und dabei selbst unverändert bleibt, besitzt zentrale Bedeutung für viele industrielle Prozesse. Um effiziente, auf verschiedene Anwendungen abstimmbare Katalysatoren zu entwickeln, haben sich Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen im Sonderforschungsbereich „Molekulare Strukturierung weicher Materie“ (SFB 1176) des KIT an biologischen Vorbildern orientiert: Die Chemiker führten den Aufbau natürlicher Enzyme mit dem Design synthetischer Makromoleküle zusammen. Wie die Wissenschaftler im Journal of the American Chemical Society berichten, sind ihre Arbeiten von der Struktur von Metallo- Enzymen – katalytisch aktiven Proteinen, die ein Metall enthalten – inspiriert: Sie bringen Metallionen gezielt in ein maßgeschneidertes Polymergerüst ein. Ergebnis sind katalytisch aktive Einzelketten-Nanopartikel. „In ersten Untersuchungen haben wir mit diesen neuen multifunktionalen Nanoreaktoren vielversprechende Ergebnisse erzielt, was die katalytischen Eigenschaften wie auch die Produktgestaltung betrifft“, erklären Professor Christopher Barner-Kowollik, Leiter der Arbeitsgruppe Makromolekulare Architekturen am Institut für Technische Chemie und Polymerchemie (ITCP) und Professor Peter Roesky, Leiter des Lehrstuhls für Anorganische Funktionsmaterialien am Institut für Anorganische Chemie (AOC) des KIT.

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