Forschern gelingt die Herstellung von "BioPalladium"

21.10.2010: Wissenschaftlern der Universität Aarhus (Dänemark) ist es zusammen mit Mikrobiologen der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) gelungen, Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung herzustellen. Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall. Es wird unter anderem als Katalysator in der chemischen Industrie sowie in der Automobilindustrie in Abgaskatalysatoren und Brennstoffzellen verwendet.

Palladiumkatalysierte Reaktionen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dies zeigt auch die Verleihung des diesjährigen Chemie-Nobelpreises an Richard Heck, Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki für die Erforschung palladiumkatalysierter Kreuzkopplungsreaktionen in organischen Systemen.

Palladium in Form von Nanopartikeln hat besondere Vorteile, da auf diese Weise schwierig zu katalysierende Reaktionen mit geringerem Materialaufwand möglich werden. In der Studie haben die Forscher aus Aarhus und Gießen für die Herstellung von Palladium-Nanopartikeln zum ersten Mal relativ einfach zu kultivierende Bakterien verwendet. Dieses Verfahren würde die zukünftige industrielle Anwendung vereinfachen.

Im Ergebnis wurden in Gegenwart der Bakterien Palladium-Nanopartikel gebildet, jedoch nicht in einer zellfreien Lösung. Die Reaktion fand, anders als angenommen, auch unabhängig von der Aktivität bestimmter Enzyme statt, für die eine Beteiligung an der Reaktion bisher vermutet worden war. Die produzierten Nanopartikel wurden von den Zellen in einem speziellen Raum (dem sogenannten Periplasma) eingelagert, welcher von zwei Membranen begrenzt ist. Auf diese Weise wurde offenbar das Größenwachstum der Partikel auf wenige Nanometer begrenzt. Das in Gegenwart der Bakterien gebildete „BioPalladium“ ist katalytisch sehr aktiv für eine Reihe von chemischen Reaktionen.

Die Forscher hoffen nun, ein Verfahren entwickeln zu können, auf biologischem Weg Edelmetalle effizient und nachhaltig zu recyceln und gleichzeitig Nanokatalysatoren mit herausragenden und maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen.

Originalveröffentlichung: Bunge, M., L. S. Søbjerg, A. E. Rotaru, D. Gauthier, A. T. Lindhardt, G. Hause, K. Finster, P. Kingshott, T. Skrydstrup, and R. L. Meyer. 2010." Formation of Palladium(0) Nanoparticles at Microbial Surfaces"; Biotechnology and Bioengineering 107:206-215.