{"id":36900,"date":"2016-08-31T07:00:24","date_gmt":"2016-08-31T05:00:24","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fmaterialwissenschaften%2Fnatuerliche-perlmuttstruktur-kuenstlich-hergestellt.html"},"modified":"2016-08-29T11:12:41","modified_gmt":"2016-08-29T09:12:41","slug":"natuerliche-perlmuttstruktur-kuenstlich-hergestellt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/natuerliche-perlmuttstruktur-kuenstlich-hergestellt\/","title":{"rendered":"Nat\u00fcrliche Perlmuttstruktur, k\u00fcnstlich hergestellt"},"content":{"rendered":"<p><strong>Biomaterialien spielen eine Schl\u00fcsselrolle bei der Entwicklung von k\u00fcnftigen Hochleistungswerkstoffen. Vorbilder aus der Natur wie die Muschelschale sind richtungsweisend f\u00fcr chemische Herstellungsverfahren, wegen ihrem komplexen chemischen Aufbau aber h\u00e4ufig noch unerreicht. Chemikern der Universit\u00e4t Konstanz ist es nun in Kooperation mit der University of Science and Technology of China (Hefei, China) erstmalig gelungen, die nat\u00fcrliche Perlmuttstruktur auf k\u00fcnstlichem Wege herzustellen. Die Chemiker greifen f\u00fcr den Aufbau des hergestellten Perlmutts auf die Originalkomponenten Kalk, Chitin sowie Seidengel zur\u00fcck und erreichen mit ihrem Verfahren denselben strukturellen Aufbau und beinahe identische Eigenschaften wie das nat\u00fcrliche Biomineral. Die Forschungsergebnisse wurden von den Wissenschaftlern um Prof. Dr. Helmut C\u00f6lfen, Professor f\u00fcr Physikalische Chemie an der Universit\u00e4t Konstanz, im renommierten Wissenschaftsjournal Science in der Online-Ausgabe vom 18. August 2016 ver\u00f6ffentlicht.<\/strong><\/p>\n<p>Der Schl\u00fcssel f\u00fcr die Herstellung von Perlmutt, welches 3.000-mal bruchfester ist als der Kalk, aus dem es zu 95 Prozent besteht, liegt in der hierarchisch angeordneten Struktur seiner Bausteine auf Teilchenebene. Bisherige Ans\u00e4tze, um k\u00fcnstliches Perlmutt herzustellen, versuchten diese Schichtstruktur nachzuahmen, konnten aber nicht den nat\u00fcrlichen Mineralisierungsprozess erreichen, den viele Weichtiere wie Perlmuscheln oder Schnecken f\u00fcr die Herstellung von Perlmuttschalen nutzen. Die Wissenschaftler um Helmut C\u00f6lfen kombinierten in ihrem neuen Verfahren einen konsekutiven Schichtungs- und Mineralisierungsprozess bei Verwendung der nat\u00fcrlichen Komponenten von Perlmutt. In einem sogenannten mesoskopischen Ansatz kontrollierten sie dabei die Mineralstruktur im Nanometerbereich und Mikrometerbereich simultan. Die Chemiker erreichten damit ein Biomineral, das in seinen Materialeigenschaften fast identisch mit dem nat\u00fcrlichen Perlmutt ist. Das Material ist hart, bruchfest und basiert \u2013 im Gegensatz zu den Ergebnissen bisheriger Herstellungsversuche \u2013 wie das originale Perlmutt auf einer wasserunl\u00f6slichen Chitinstruktur.<\/p>\n<p>\u201eDas Sch\u00f6ne an unserem Ansatz ist: Im selben Herstellungsverfahren k\u00f6nnen anstelle des spr\u00f6den Ausgangsmaterials Kalk auch hochwertigere Komponenten verwendet werden. Das bedeutet, dass unser Fertigungsprozess mit mechanisch besseren Materialien als br\u00fcchigem Kalk zu zuk\u00fcnftigen Hochleistungsmaterialien f\u00fchren kann \u2013 basierend auf dem Design der Muschelschale und bioinspiriert\u201c, schildert Helmut C\u00f6lfen. In einem Aspekt ist sein Herstellungsverfahren der Natur sogar voraus: Es ist schneller. Die Entstehung von nat\u00fcrlichem Perlmutt dauert Monate, in manchen F\u00e4llen sogar Jahre. Helmut C\u00f6lfens Verfahren verk\u00fcrzt diese Dauer auf zwei Wochen.<\/p>\n<p>Helmut C\u00f6lfen ist seit 2010 Professor f\u00fcr Physikalische Chemie an der Universit\u00e4t Konstanz. Er erforscht schwerpunktm\u00e4\u00dfig Prozesse der Kristallisation und Biomineralisation und leistete Pionierarbeit im Bereich der Nichtklassischen Kristallisation. Thomson Reuters z\u00e4hlt ihn zu den 100 einflussreichsten Chemikern weltweit zwischen 2000 und 2010. Helmut C\u00f6lfen ist Sprecher des Konstanzer Sonderforschungsbereichs 1214 \u201eAnisotropic Particles as Building Blocks: Tailoring Shape, Interactions and Structures\u201c, der sich mit richtungsabh\u00e4ngigen Eigenschaften von Partikeln und ihren \u00dcberstrukturen besch\u00e4ftigt.<\/p>\n<h3>Originalpublikation:<\/h3>\n<p>Synthetic nacre by predesigned matrix-directed mineralization<br \/>\nH. C\u00f6lfen, L.-B. Mao et al., Science 10.1126\/science.aaf8991 (2016).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Forscherteam aus Konstanz und Hefei (China) gelingt die k&uuml;nstliche Mineralisation von nat&uuml;rlicher Pe&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[11635,5817],"supplier":[1442,10158],"class_list":["post-36900","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-innovation","tag-research","supplier-universitaet-konstanz","supplier-university-of-science-and-technology-of-china"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36900","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=36900"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/36900\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=36900"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=36900"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=36900"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=36900"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}