Forscher erzeugen am Hamburger Desy stärkstes bekanntes Biomaterial

Am Hamburger Desy-Forschungszentrum haben Wissenschaftler das bislang stärkste biologische Material erschaffen. Das Team unter schwedischer Leitung habe an der Röntgenlichtquelle Petra III Fäden aus Zellulosenanofasern gesponnen, die deutlich belastbarer als Spinnenseide seien, teilte das Desy am Mittwoch mit. Die Abseilfäden von Spinnen gelten gemeinhin als stärkstes biologisch abbaubares natürliches Material überhaupt.

Zellulose ist der Grundbaustein von Pflanzen, auch Holz besteht daraus. Die am Desy erzeugten Fasern seinen einige Male zugfester und bis zu achtmal steifer als Spinnenseide, erklärte das Desy. Sie überträfen zugleich auch die Stärke von Stahl und anderen Metallen sowie Fiberglas und den meisten anderen künstlichen Substanzen.

Die Forscher, die die Herstellung der Fäden mit Hilfe von Petra III auf molekularer Ebene analysierten und ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift "ACS Nano" veröffentlichten, hoffen auf Einsatzmöglichkeiten als umweltfreundliche Kunststoffalternative etwa im Flugzeugbau. Auch der Einsatz für medizinische Implantate wäre denkbar, weil Biomaterial vom Körper nicht abgestoßen wird.

Die ultrastarke Zellulosefaser wurde durch eine spezielle Produktionsmethode erzeugt. Die Forscher transportierten künstlich hergestellte Zellulosefasern in Wasser durch eine Röhre in einem Stahlblock, wobei sie entionisiertes Wasser sowie Wasser mit einem niedrigen pH-Wert zugaben. Dabei lagern sich die Faser durch sogenannte hydrodynamische Fokussierung zu einem eng gepackten Faden zusammen, in dem sie durch supramolekulare Kräfte aneinanderhaften.