Polysaccharide – Rohstoff der Zukunft

Polysaccharide sind die in der Natur am häufigsten vorkommenden makromolekularen Stoffe: Sie werden in großen Mengen unter anderem von Meerestieren, Spinnen und Insekten produziert. Ihre Fähigkeit, Wasser bzw. Oberflächen zu strukturieren, macht sie sowohl für die Wissenschaft als auch für die Industrie interessant.

Zusätzlich attraktiv werden Polysaccharide durch ihre problemlose Verfügbarkeit unter anderem auch als Energieträger und Nahrungsreserve. Im Gegensatz zu Erdöl, der Rohstoffbasis von Kunststoffen, kommen Polysaccharide in der Natur in unbegrenzten Mengen vor und sind deshalb auch extrem billig: So werden pro Jahr mehr als 200 Gigatonnen Polysaccharide in Holz, Pflanzen, Algen und von Krustentieren gebildet.

Die amerikanische Chemical Society geht davon aus, dass die multifunktionalen Polysaccharide eine wichtige Rolle als Basis unzähliger Hightech-Materialien der Zukunft spielen könnten: ”Polysaccharide sollen künftig vor allem im industriellen Umfeld als Ersatz für herkömmliche Kunststoffe verwendet werden: etwa für Verpackungsmaterial, Textilien, Papier oder Hygiene-Artikel”, so Paul Kosma vom Christian Doppler Labor für Zellstoffreaktivität an der Universität für Bodenkultur Wien.

Aufgrund ihrer Kompatibilität mit lebenden Systemen richten sich auch im medizinischen Bereich große Hoffnungen auf die Polysaccharide: So könnten sie etwa für die Optimierung künstlicher Gelenke oder als Gewebeersatz genutzt werden. Biokompatibles Material für die Mikrochirurgie wird zum Teil bereits aus bakteriell gebildeter Zellulose hergestellt. In technisch modifizierter Form findet Polysaccharid zunehmende Anwendung in Form von Hydroxyethylstärke als Blutersatzstoff oder aber bei der Herstellung von Spritzbeton, um den Trocknungsprozess zu verzögern.

Diesen zahlreichen Vorteilen und der enormen Bandbreite von Einsatzmöglichkeiten der Polysaccharide steht allerdings ein gravierender Nachteil gegenüber: Sie sind sehr variantenreich gebaut, und obwohl man sie seit den Anfängen der modernen Chemie kennt, haben die Wissenschafter ihre Funktionsweise noch längst nicht vollständig durchschaut. ”Wir haben hier einen Goldschatz vor uns liegen, wissen aber nicht, wie wir ihn vom Begleitmaterial befreien sollen, ohne seine Qualitäten zu verlieren”, so Anton Huber vom Chemie-Institut der Grazer Universität.

Eine wenig befriedigende Situation, aus der das kürzlich eingerichtete europäische Exzellenznetzwerk Polysaccharides (EPNOE) herausführen soll. ”Grundsätzlich geht es darum”, so Paul Kosma, ”Struktur und Eigenschaften der Polysaccharide zu charakterisieren und zu modellieren, um auf dieser Basis ihre Eigenschaften besser steuern zu können.” Die nötigen strukturellen Voraussetzungen dafür sollen durch die Vernetzung und Bündelung der gesamten europäischen Forschungsbemühungen auf diesem Gebiet geschaffen werden.

Fünf Millionen Euro stehen in den kommenden vier Jahren für 17 Forschergruppen aus neun Ländern zur Verfügung. Konkret sollen mit diesem Geld der Wissenschafter-Austausch forciert, Meetings organisiert, Datenbanken eingerichtet und Geräte für spezialisierte Zentren finanziert werden. ”Eine zentrale Aufgabe des Netzwerks ist es auch, interessierte Industrieunternehmen mit aktuellen wissenschaftlichen Informationen zu versorgen”, erläutert Paul Kosma.

Das Interesse seitens der Wirtschaft ist jedenfalls groß, immerhin geht es um einen umweltverträglichen, billigen und überall verfügbaren Zukunftswerkstoff, der so ziemlich alles kann, was man sich von einem Rohstoff wünscht. Außerdem werde schon jetzt in einigen Industriesparten – vor allem der Nahrungsmittel-, Textil-, Papier- und Zellstoffindustrie – mit Polysacchariden gearbeitet: ”Die Forstwirtschaft und die gesamte nachgelagerte industrielle Verwertung”, so Kosma, ”haben in Österreich eine höhere Wertschöpfung als der Tourismus – dementsprechend wichtig wird auch die Kooperation mit der Forschung genommen.”

(Vgl. Meldung vom 2003-11-19.)

Source

Der Standard, Printausgabe vom 2005-06-13.

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