Angewandte Chemie
Neue Chemie in der Nanofabrik

Der Körper als Sammlung von Nanoreaktoren: Niederländische Forscher sind in der Lage, in winzigen Hohlkugeln Fette zu spalten, Blutzucker zu messen und eines Tages vielleicht sogar Energie zu erzeugen. Ihr Vorbild ist die Natur.

DÜSSELDORF. Für Jan van Hest ist der Mensch eine faszinierende Sammlung an Nanoreaktoren. In jeder Zelle laufen Dutzende Reaktionen ab. Zucker wird zu Kohlendioxid verbrannt, Phosphate gebildet, Proteine auf- und abgebaut. Geballte Produktivität auf wenigen Nanometern, unsichtbar für das Auge. Dagegen muten die Stahlbottiche chemischer Fabriken wie schwerfällige Kolosse an. „In einer Körperzelle laufen alle Vorgänge gleichzeitig ab. Sie ist erheblich vielseitiger als jede gängige chemische Anlage“, schwärmt der organische Chemiker von der niederländischen Radboud-Universität in Nijmegen.

Van Hest träumt davon, Nanoreaktoren nach dem Vorbild der Zellen zu bauen und darin eine neuartige Chemie zu begründen. Nanobiotechnologie nennt sich diese Forschungsrichtung. Künstliche Zellen könnten als kleinste Kraftwerke der Welt Energie liefern. Eines Tages könnte sogar ein Hybrid-Organ entstehen, teils aus künstlichen, teils aus natürlichen Zellen – vielleicht der perfekte Organersatz für Diabetiker oder Patienten mit Leberzirrhose.

Noch ist das Zukunftsmusik. Doch die Reaktoren von wenigen Nanometern (ein millionstel Millimeter) Durchmesser hat Jan van Hest schon. 2003 entwickelte er ein langkettiges Molekül, ein Polymer, das sich in Wasser von selbst zur Nanozelle (siehe Kasten) arrangiert. Es besteht aus Polystyrol (Styropor) und Polyisocyanat. Während Polystyrol wasserabweisend ist, liebt Polyisocyanat selbiges. Aufgrund dieser widerstrebenden Eigenschaften ordnen sich die Moleküle im Wasser automatisch zu einer Hohlkugel, bei der die Polyisocyanat-Reste auf der Oberfläche und im Inneren liegen und das Polystyrol die eigentliche Reaktorschale bildet. Seit 2005 vertreibt die Universitätsausgründung Encapson das Spezialpolymer. Viele Chemie- und Pharma-Firmen seien daran interessiert, versichert van Hest. Anwendungen gibt es jedoch noch nicht.

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