Forscher entdecken neuen Trick: Chemikalienproduktion wird optimiert!

Forscher des Helmholtz-Zentrums Hereon und der RWTH Aachen haben einen neuen Trick in der Tasche, um die Produktion von Chemikalien zu optimieren. Ihre Methode basiert auf der Verwendung von Nanoporen-Durchfluss-Reaktoren und einer speziell angefertigten Nanomembran. Klingt fancy, oder? Aber was genau steckt dahinter?

Nun, Enzyme sind die wahren Helden dieser Geschichte. Sie sind Biokatalysatoren, die uns helfen, Chemikalien auf umweltschonende und energieeffiziente Weise herzustellen. Das Problem war bisher, dass es schwierig war, Enzyme effizient einzusetzen, insbesondere in Durchfluss-Reaktoren. Die Kanäle dieser Reaktoren waren meistens viel zu groß im Vergleich zu den winzigen Enzymen. Das führte dazu, dass die Moleküle in der Lösung und die Biokatalysatoren kaum aufeinander trafen und die Ausbeute entsprechend niedrig war.

Um dieses Problem zu lösen, haben die Forscher eine spezielle Nanomembran entwickelt. Diese Membran besteht aus selbstorganisierenden Blockcopolymeren und enthält winzige Poren mit einem Durchmesser von nur 50 Nanometern. Das Besondere an dieser Membran ist, dass sie eine poröse Struktur hat, die eine hohe Konzentration von Enzymen ermöglicht. Die Enzyme werden mit Hilfe eines speziellen Hilfsmoleküls an die Porenwände gebunden, wodurch sie immer in einem bestimmten Abstand zu den Wänden gehalten werden.

Für ihren Prototyp haben die Forscher das Enzym Phytase verwendet, das die Zersetzung von Phytat, einer phosphorhaltigen Verbindung, bewirkt. Durch den Einsatz der neuen Membran konnten sie tausendmal mehr Phytat-Moleküle in Phosphat umwandeln als in bisherigen Reaktoren. Das ist doch mal eine beachtliche Steigerung! Und das hat nicht nur ökologische Vorteile, sondern auch ökonomische. Denn das gewonnene Phosphat kann als umweltfreundlicher Dünger verwendet werden.

Die Forscher sind jetzt natürlich ganz aus dem Häuschen und wollen den Reaktor auf den industriellen Maßstab vergrößern. Außerdem planen sie, auch andere Enzyme einzusetzen, um verschiedene chemische Reaktionen zu beschleunigen. Da gibt es aber noch ein paar Fragen, die geklärt werden müssen, insbesondere in Bezug auf die genaue Bildung der Membranstrukturen. Aber hey, Rom wurde auch nicht an einem Tag erbaut, oder?

Insgesamt ist die Entwicklung dieses effizienten Nanoporen-Durchfluss-Reaktors mit der speziellen Nanomembran ein großer Fortschritt für die chemische Industrie. Durch die erhöhte Ausbeute an Chemikalien können Ressourcen eingespart und die Umweltbelastung reduziert werden. Das klingt doch nach einer Win-Win-Situation, oder nicht? Jetzt bleibt nur zu hoffen, dass diese neue Methode in Zukunft erfolgreich in der Industrie eingesetzt wird. Und wer weiß, vielleicht werden wir schon bald von noch mehr bahnbrechenden Entwicklungen auf diesem Gebiet hören. Die Welt der Chemie ist eben immer für eine Überraschung gut!

Schlagwörter: Hereon + RWTH Aachen + Volker Abetz

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