Gesellschaft Deutscher Chemiker

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Im biologischen Container

Nachrichten aus der Chemie, April 2017, S. 434-439, DOI, PDF. Login für Volltextzugriff.

Von Wiley-VCH zur Verfügung gestellt

Naturinspiriertes Bauprinzip: Anorganische Nanopartikel können mit Biomolekülen zu neuartigen Materialien kombiniert werden.

Kompositmaterialien kombinieren entweder die Eigenschaften der einzelnen Komponenten, oder durch den Zusammenschluss entstehen neue. In der Natur gibt es viele Materialien aus organischen und anorganischen Bausteinen: In Knochen ordnen Kollagenproteine nanometergroße Kristalle aus Hydroxylapatit zu einem dreidimensionalen Kompositmaterial. Dies sorgt für die Stabilität des Knochenmaterials. Einige Muschelarten bilden Perlmutt, indem sie Proteinmoleküle und Calciumcarbonatkristalle zu Stapeln anordnen. Neben großer mechanischer Stabilität aufgrund der Verbundstruktur hat Perlmutt interessante optische Eigenschaften, die sich etwa im schillernden Glanz bei einfallendem Licht widerspiegeln.

Dieses Bauprinzip aus der Natur hat Chemiker und Materialwissenschaftler inspiriert, Kompositmaterialien zu entwerfen. Für künstliche Materialien ist es interessant, weitere Funktionen wie optische Eigenschaften oder katalytische Aktivität einzubauen.

Auf molekularer Ebene werden anorganische und organische Bausteine bereits synergetisch kombiniert: Bei

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