Lebende Keramikfasern durch Elektrospinnen

• Antragsteller: Dr. Monsur Islam, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung von 2023 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 520292466

Engineered Living Materials (ELMs) gelten als eine der spannendsten aktuellen Fragestellungen in den Material- und Ingenieurwissenschaften. ELMs zielen darauf ab, aktuelle „intelligente“, aktive oder multifunktionale Materialien zu übertreffen und somit unzählige industrielle und gesellschaftliche Anwendungen zu ermöglichen, in denen die „lebenden“ Materialien die Autonomie, intelligente Reaktionen, die Selbstreparatur verbessern und vielleicht sogar Selbstreplikation ermöglichen. Die meisten aktuellen ELMs bestehen aus selbst hergestellten Polymeren, entweder Proteinen oder Polysacchariden, die oft unter schlechten mechanischen Eigenschaften leiden, was ihre Verwendung in vielen Hochleistungs-Lösungen einschränkt. Das Cera-LiFE-Projekt zielt zum ersten Mal darauf ab, ELM basierte Keramikfasern zu entwickeln, eine neuartige Klasse von ELMs, die die mechanischen Eigenschaften aktueller biologischer ELMs übertreffen können. Das Konzept von Cera-LiFE nutzt die durch Elektrospinnen unterstützte Verkapselung von ureolytischen Bakterien in Fasern, wo dann die bakteriengetriebene Biomineralisation die Fasern in Keramikfasern umwandelt. Im Rahmen der DFG-Nachwuchsakademie „Engineered Living Materials“ identifiziert Cera-LiFE die folgenden Ziele für die erfolgreiche Durchführung des Projekts: (i) erfolgreiche Demonstration von ureolytischen Bakterien in elektrogesponnenen Fasern, die alle wesentlichen chemischen Inhaltsstoffe für die Biomineralisation enthalten und ebenso Zellen ermöglichen zu überleben, (ii) die fortschreitende Biomineralisation der Fasern charakterisieren und die hohen mechanischen Leistungen der sich wandelnden Keramikfasern demonstrieren. Die Projektergebnisse dienen als Grundlage für einen zukünftigen DFG-Antrag, der weitere grundlegende und angewandte Aspekte lebender keramischer Fasern untersuchen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen