Bionik/ Biomimetik bzgl. Polymerchemie

Wissenschaft Naturwissenschaften allgemein
#1

Hallo,
ich halte übermorgen(!!!) einen Vortrag über Biomimetik im Fach Polymerchemie (ich studiere Chemie im Hauptstudium). Als konkrete Beispiele soll ich Spinnverfahren (SPinnenseide) und Kollagene anführen.
Ich habe inzwischen viele paper über kollagene gefunden, aber noch nichts handfestes, wie kollagene im labor synthetisiert werden und v.a. wie die letztendlich in der Technik angewendet werden oder wie sie durch polymerisation funktionaliesert werden.
Ich kenne die Biochemische Seite von Kollagen, aber mir fehlt die Umsetzung und anwendung in die Technik, was ja letztendlich die Bionik ausmacht.
Ein konkretes Beispiel, das ich gefunden habe, sind Byssus Fäden von Muscheln. Allerdings, wie fast bei jedem Beispiel, nur, dass es ein Forschungsgebiet ist und eben keine konkreten Reaktionen oder so.
Ich bin verzweifelt!!! Ich bitte um schnelle Hilfe!
Lieben Dank

#2

Hallo,

ich habe leider wenig Zeit, kann Dir aber einen perfekten Ansprechpartner nennen, bei dem Du Dich schlau fragen oder Dir Paper empfehlen lassen kannst: Prof. Thomas Scheibel oder Mitarbeiter von ihm vom Fiberlab an der Uni Bayreuth (http://www.fiberlab.de/). Scheibel arbeitet an der künstlichen Produktion von Spinnenseide - einerseits in Bakterien (was nur indirekt bionisch ist), andererseits versucht er aber, soweit ich weiß, auch den Spinnprozess zu verstehen und nachzubilden.

Bei der Kollagensynthese bin ich leider überfragt, ich wußte bisher nur, dass das ein Protein-Bestandteil u.a. von Knochen ist - im Zusammenhang mit der Spinnenseide habe ich davon noch nicht gehört.

Viel Erfolg und viele Grüße,
Veronika

#3

Guten Morgen,

Sorry, das übersteigt mein Wissen über diese Thematik!
Am besten die Forscher des Fachgebietes direkt kontaktieren - Email kontakt aufbauen!

Viel Erfolg!

#4

Hallo Kittykatha,
auf die Schnelle bin ich leider überfordert. Als technische Umsetzung aus der Polymerisation kenne ich die Nutzung eines hochreißfesten, hitzebeständigen Stoffes als Außenhülle für ICE’s und Hochgeschwindigkeitszügen, an die extreme Anforderungen durch hohe Vibration gestellt werden.
Mit der Google-Stichworteingabe „Polymerchemie“ öffnen sich bereitwillig einige Firmen, die man möglicherweise auf die schnelle telefonisch nach Umsetzung und Anwendungsbeispielen befragen könnte.
Was das Thema Bionik angeht: hat man sich da nicht lediglich die Technik von der Seidenspinner-Raupe abgeschaut? Die stellt ja die Kokons, die sie für den Zeitraum der Verpuppung als Außenhülle braucht, aus endlos langen, hochreißfesten Fäden her. Ihr Verfahren hat man sich schon vor ewigen Zeiten zur Herstellung von Kunstseide (Seidenstrümpfe etc.) abgeschaut.Wie das Verfahren funktioniert, weiß ich allerdings auch nicht. Führend war da die Firma „Glanzstoff“ in Obernburg, später „Enka-Glanzstoff“ noch später „Akzo“ (alles der gleiche Konzern). Die stellen Kunstfasern her, die weltweit für Kleidungsstücke verwendet werden - z.B. weil sie nicht knittern (Diolen) oder weil sie wasserabweisend und trotzdem atmungsaktiv sind (Gore-Tex)oder als Motorradschutzkleidung wegen der hohen Reiß- und Abriebfestigkeit.
Ich wünsche dir viel Glück und hoffe, dass du mit meinem kleinen Gedankenanstoß weiterkommst.
Gruß
Borderflute

#5

Hallo,

meines Wissens werden Kollage nicht im Labor „synthetisiert“ sondern im Wesentlichen aus Haut, Knochen oder Knorpel gewonnen. Über die Verwendung von Kollagenen (Leim, Gelatine, in Medizin als Hautersatz etc.) findet man Hinweise in „Römpp, Chemie Lexikon“, ISBN 3-13-102759-2 Buch anschauen. Dort gibt’s auch Hinweise weiterführende Literatur.

Ich hoffe ich konnte helfen.

Grüße
RG

#6

Hallo,

schnell ein Buch leihen, das hilft:

entweder: Erfindungen der Natur: Bionik - Was wir von Pflanzen und Tieren lernen können (sehr gut kurz und knapp alles erklärt)

Was ist was?, Bd. 122, Bionik

Bionik: Wie wir die geheimen Baupläne der Natur nutzen können

#7

konkrete Beispiele soll ich Spinnverfahren (SPinnenseide) und
Kollagene anführen.
Ich habe inzwischen viele paper über kollagene gefunden, aber
noch nichts handfestes, wie kollagene im labor synthetisiert
werden und v.a. wie die letztendlich in der Technik angewendet
werden oder wie sie durch polymerisation funktionaliesert
werden.
Ich kenne die Biochemische Seite von Kollagen, aber mir fehlt
die Umsetzung und anwendung in die Technik, was ja
letztendlich die Bionik ausmacht.
Ein konkretes Beispiel, das ich gefunden habe, sind Byssus
Fäden von Muscheln. Allerdings, wie fast bei jedem Beispiel,
nur, dass es ein Forschungsgebiet ist und eben keine konkreten
Reaktionen oder so.

Hallo,
Sorry ich war in den letzten Tagen verhindert!
Mir ist auch keine konkretes Beispiel einer technischen Produktion von Spinnenseide oder Kollagen bekannt, bei dem man aus Aminosäuren durch Polymeriastion Fasern oder ähnliches wie in der Natur herstellt. Beide Gebiete sind nach wie vor „nur“ Forschungsgebiete. Man kann jedoch beide Proteine biotechnologisch aus Bakterien herstellen, jedoch versteht man im Falle der Spinnenseide noch nicht, wie man sie großtechnisch spinnen würde. Man hat gerade erst verstanden, wie Spinnen das machen. Bei Kollagen ist es so , dass man Organe von allen Zellen befreien kann und letztlich nur noch das Kollagennetz in den Händen hält. Dies wird dann benutzt, um neue Organge aus Stammzellen herzustellen, aber auch das ist noch Gegenstand aktueller Forschung.
Eine großtechnische Produktion der Ptoteine aus Aminosäuren zu einem Polymer ähnlich wie bei Polyethylen usw. ist derzeit nicht möglich. Sowas ist nur im Labor in Form der Merrifield-Synthese möglich. Aus diesen Proteinen dann eine Faser mit einer sekundären, tertiären und quartären Struktur herzustellen, ist der Traum vieler Wissenschaftler und bisher noch völlig utopisch.
Viele Grüße