Heilsame Forschung

Verletzungen heilen, jedenfalls in der Natur: Biologischen Strukturen (wie Zellen oder Geweben) wohnt die Fähigkeit zur Selbstheilung inne, ganz gleich ob ein abgeknickter Pflanzenhalm oder ein gebrochener menschlicher Arm wieder zusammenwächst.

„Reparatur und Regeneration sind Prinzipien, die sich im Laufe der Evolution entwickelt haben und permanent optimiert wurden“, weiß Prof. Dr. Ulrich S. Schubert von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Diese Heilungsprozesse umfassen sowohl Mechanismen auf molekularer Ebene, etwa bei der Reparatur von DNA-Molekülen, als auch die Regeneration ganzer Gewebe oder Organe“, so der geschäftsführende Direktor des Instituts für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie weiter.

Die Prinzipien der Selbstheilung auch auf Materialien zu übertragen, die nicht von der Natur, sondern von Menschen geschaffen sind, ist das Ziel, das die Chemiker um Prof. Schubert im Rahmen des neueingerichteten Schwerpunktprogramms (SPP) „Design and Generic Principles of Self-Healing Materials“ verfolgen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Programm, das von Prof. Schubert koordiniert wird, in den kommenden drei Jahren mit jährlich rund zwei Millionen Euro (die Schwerpunktprogramme der DFG arbeiten in der Regel sechs Jahre). Im Laufe des Jahres 2010 wird eine Ausschreibung der DFG erfolgen, bei der sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus ganz Deutschland beteiligen können. Neben den Chemikern der Uni Jena sind als Leitungsteam Prof. Dr. Peter Greil (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), Prof. Dr. Christoph Leyens (Technische Universität Dresden) und Prof. Dr. Sybrand van der Zwaag (Technical University Delft, Niederlande) an dem neuen SPP beteiligt.

Für die Friedrich-Schiller-Universität Jena bedeutet die Koordination dieses Schwerpunktprogrammes einen weiteren Ausbau ihres Forschungsprofils, wie Forschungsprorektor Prof. Dr. Herbert Witte betont. „Dies bringt uns zusätzlichen Rückenwind für die geplanten Anträge im Rahmen der Exzellenzinitiative wie auch für die Umsetzung unseres Zukunftskonzeptes“.

Materialien, die einen mechanischen Schaden ausheilen können und dadurch ihre ursprüngliche Funktion ganz oder teilweise wieder erlangen, sind nicht nur von wissenschaftlichem Interesse, sondern auch von enormer wirtschaftlicher Bedeutung. So bietet sich beispielsweise im Bereich langlebiger Baumaterialien ein weites Feld möglicher Anwendungen, speziell an schwer zugänglichen Orten (wie Tunneln oder U-Bahn-Schächten). Auch als Beschichtung von stark beanspruchten Oberflächen, z. B. Straßenbelägen oder Autolacken, bieten selbstheilende Materialien deutliche Vorteile gegenüber bisherigen Werkstoffen.

„Wir wollen uns im Rahmen des Schwerpunktprogramms besonders auf die Entwicklung neuer Konzepte für selbstheilende Materialien und die Erforschung der allgemeinen Prinzipien und Mechanismen der Selbstheilungsprozesse konzentrieren“, kündigt Schubert an, der auch den Forschungsschwerpunkt „Innovative Materialien und Technologien“ an der Jenaer Uni leitet. „Unser Ziel ist es, die verschiedenen Materialklassen – Polymere, Metalle, Keramiken und Beton – gemeinsam in einem Programm zu untersuchen.“ Als Inspirationsquelle nutzen die Chemiker die Natur: Sie wollen z. B. davon lernen, wie etwa die menschliche Haut nach einem Schnitt wieder zusammenwächst oder Knochen nach einem Sturz.

Kontakt:
Prof. Dr. Ulrich S. Schubert
Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Humboldtstraße 10, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948200
E-Mail: ulrich.schubert[at]uni-jena.de