1,25 Millionen Euro für Materialforschung mit Mikroalgen

Cordt Zollfrank ist Professor der TUM für das Fachgebiet Biogene Polymere im Wissenschaftszentrum Straubing. Er erforscht innovative Struktur- und Funktionsmaterialien auf Basis von biologischen Strukturen und Synthesewegen, unter anderem in der Celluloseforschung. Mit dem Reinhart-Koselleck-Projekt entwickelt Zollfrank einen neuartigen Ansatz, um keramisches Material aus nachwachsenden (biogenen) Rohstoffen herzustellen. Keramiken kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz, die hohe Verschleißfestigkeit und Temperaturbeständigkeit erfordern. Beispiele sind Bremsscheiben in der Automobilindustrie, Hitzeschilde in der Raumfahrt oder Ersatzgelenke in der Medizin. Allerdings lässt sich keramisches Material in gängigen Herstellungsverfahren nicht beliebig formen – filigrane Strukturen aus Keramik sind daher nur eingeschränkt möglich.

Mikroalgen bauen Schablone für Keramik

Mit einer ausgeklügelten Methode will Zollfrank die Herstellung von Keramik optimieren. Dafür nutzt er Mikroalgen, deren Bewegung sich am Licht orientiert. Um sich fortzubewegen, scheiden die Organismen lange und sehr dünne Polysaccharide (Vielfach-Zuckermoleküle) in ihre Umgebung aus. Die Idee: Die Wissenschaftler projizieren eine dreidimensionale Lichtstruktur, also ein Hologramm, in ein transparentes Nährmedium. Die Algen wachsen und bewegen sich ausschließlich entlang der vom Licht vorgegebenen Bereiche.
Dann bilden Polysaccharid-Strukturen der Mikroalgen eine Art Schablone für die Keramik: Gibt man geeignete Reaktionspartner wie zum Beispiel Kieselsäure oder Calciumverbindungen zu, findet eine chemische Umwandlung zu einem keramischen Material statt. Da sich der Aufbau des Hologramms sowie die chemische Zusammensetzung variieren lassen, erwarten Zollfrank und sein Team, keramisches Material in einer großen Formen- und Funktionsvielfalt produzieren zu können. Daraus ergibt sich ein enormes Potenzial für die Erzeugung komplex strukturierter Materialen für zahlreiche Einsatzgebiete: von Elektroden für Batterien, über Bestandteile von Spezialfiltern in der Wasserreinhaltung und neue Bildschirm- und Displaytechnologien bis hin zu maßgeschneidertem Knochen- und Gewebeersatz.

Auszeichnung für innovative Forschung

Die DFG vergibt Reinhart-Koselleck-Projekte ausschließlich an Personen mit einer herausragenden wissenschaftlichen Reputation mit dem Ziel, besonders innovative, risikoreiche Forschungsarbeiten zu unterstützen. TUM-Präsident Prof. Wolfgang A. Herrmann: ​„Ich freue mich über die hohe Auszeichnung von Prof. Zollfrank aus zweifachem Grund: Wir haben einen jungen Spitzenforscher berufen, der auch beweist, dass Straubing ein Platz für Spitzenforschung geworden ist. Mein Glückwunsch deshalb auch an die Wissenschaftsstadt Straubing!“ Quelle: TU München (Redaktion: Barbara Wankerl)