Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Biotechnologie: Nanozellulose – ein bakteriell erzeugtes Hochleistungspolymer

Herkömmliche Kunststoffe belasten Umwelt und Klima. Alternativen auf pflanzlicher Basis sind deshalb begehrt. Ein besonders aussichtsreiches Produkt ist biotechnologisch gewonnene Nanozellulose. Mit seiner einzigartigen Kombination von Eigenschaften eignet sich das natürliche Material für unterschiedlichste Einsatzzwecke – von Wundverbänden über Kosmetikartikel bis zu Chipkarten.
Nanuzellulose BNC-FolieLaden...

Bei Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen denken die meisten Menschen an kompostierbare Mulchfolien, Einkaufstüten oder Wegwerfgeschirr. Doch inzwischen sind solche Biomaterialien in noch viel mehr Alltagsprodukten enthalten. Die Palette reicht von Jogurtbechern über Pflanztöpfe, Computertastaturen, Kugelschreiber und Kinderspielzeug bis hin zu Lenkrädern. Dabei kommen nicht nur natürliche Rohstoffe wie Stärke, Zellulose, Chitin oder Kasein zum Einsatz. Auch die industrielle oder "weiße" Biotechnologie spielt eine immer wichtigere Rolle.

Paradebeispiel ist die fermentative Produktion von Milchsäure, die größtenteils zum Polymer Polymilchsäure (kurz PLA) weiterverarbeitet wird. Wegen der hohen Ausbeute des Verfahrens von etwa 90 Prozent hat sich dieser Biokunststoff zum regelrechten Massenprodukt entwickelt. Er lässt sich inzwischen genauso preiswert herstellen wie Polymere auf Erdölbasis – etwa Polyethylen oder das von PET-Flaschen bekannte Polyethylenterephthalat – und auch auf dieselbe Weise verarbeiten, hat aber eine deutlich günstigere Ökobilanz. Deshalb dient PLA längst nicht mehr nur für Verpackungsmaterialien. Sogar Medizinprodukte wie vom Körper resorbierbare Implantate – zum Beispiel Platten, Schrauben und Nägel zur Stabilisierung von Knochenbrüchen – werden daraus gefertigt.

Andere biotechnologisch gewonnene Polymere befinden sich noch im Entwicklungsstadium. Im Zentrum der Forschung stehen derzeit Methoden zur Verarbeitung von preiswerten natürlichen Rohstoffquellen wie etwa Abfällen der Zuckerindustrie. Viele Untersuchungen zielen außerdem darauf ab, die Effizienz der verwendeten Bioreaktoren und ihre Zelldichte zu steigern. ...

Januar 2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Januar 2015

Kennen Sie schon …

Die Zelle - Baustein des Lebens

Spektrum Kompakt – Die Zelle - Baustein des Lebens

Die Zelle ist die kleinste Einheit des Lebens. Doch auch sie besteht aus zahlreichen Teilen, die perfekt zusammenwirken müssen - sonst drohen Erkrankungen oder gar der Tod.

Dezember 2017

Spektrum der Wissenschaft – Dezember 2017

in dieser Ausgabe widmet sich Spektrum der Wissenschaft einer der ältesten Fragen der Wissenschaft: Wie entstand das Leben? Außerdem im Heft: Die Milzbrandbedrohung, Minigehirne aus dem Labor und die neue Serie "Frauen weltweit"

Nanotechnologie - Wie Forscher im Mikrokosmos die Welt verändern

Spektrum Kompakt – Nanotechnologie - Wie Forscher im Mikrokosmos die Welt verändern

Von DNA-Architektur über Nanomedizin bis Nanoroboter – Forscher setzen große Hoffnungen auf die Errungenschaften der Technik, die sich mit Strukturen im Nanometerbereich beschäftigt. Welche Anwendungen gibt es bereits, und gehen von den winzigen Nanoteilchen womöglich Gefahren aus?

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quellen

Hirai, A. et al.: TEM Study of Band-Like Cellulose Assemblies Produced by Acetobacter Xylinum at 4 °C. In: Cellulose 9, S. 105 - 113, 2002

Klemm, D. et al.: Nanocellulose Materials – Different Cellulose, Different Functionality. In: Macromolecular Symposium 280, S. 60 - 71, 2009

Kralisch, D. et al.: White Biotechnology for Cellulose Manufacturing – the HoLiR Concept. In: Biotechnology and Bioengineering 105, S. 740 - 747, 2010

Scherner, M. et al.: In Vivo Application of Tissue-Engineered Blood Vessels of Bacterial Cellulose as Small Arterial Substitutes: Proof of Concept? In: Journal of Surgical Research 189, S. 340 - 347, 2014