Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

20.01.2017

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen Fäden. Die sogenannten Eierstiele sind nur etwa 15 Mikrometer dick und halten das Gewicht der Eier problemlos. Um diese beeindruckende Faser herzustellen, sondert die Florfliege auf dem Blatt ein Proteinsekret ab. Das Ei wird anschließend in den Tropfen gelegt und senkrecht zur Oberfläche herausgezogen. Der entstehende Seidenfaden härtet dann an der Luft aus.


Die mechanischen Eigenschaften der Eierstiele der Florfliege sind so beachtlich, dass Forscher sie für technische Fasern nachbilden möchten.

Wikimedia Commons, Karthik R. Bhat

»Im Unterschied zu den meisten anderen Seidenarten weist der Eistiel der Florfliege eine spezielle Struktur mit faszinierenden mechanischen Eigenschaften auf: Die Florfliegenseide ist äußerst biegesteif und stabil. Diese Besonderheit möchten wir auf Fasern aus Florfliegenseide übertragen. Bisher war es jedoch nicht möglich, derartige Seidenproteine in ausreichender Menge und Reinheit herzustellen«, erklärt Martin Schmidt, Biotechnologe am Fraunhofer IAP in Potsdam-Golm.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt mit der Firma AMSilk GmbH arbeitet der Forscher daran, Florfliegen-Seidenproteine mit Hilfe von Bakterien in großen Mengen mittels eines biotechnologischen Prozesses herzustellen. Die molekularbiologischen Vorarbeiten führte das Team von Professor Dr. Thomas Scheibel vom Lehrstuhl Biomaterialien der Universität Bayreuth durch.

Sie konstruierten eine spezielle Gensequenz, welche Bakterien befähigt, das Seidenprotein herzustellen. Am Fraunhofer IAP optimiert Martin Schmidt nun das Herstellungsverfahren, so dass das Seidenprotein kostengünstig in industrierelevanten Mengen hergestellt werden kann. Erst dann wird die Materialentwicklung möglich.

Die Firma AMSilk unterstützt dieses Projekt mit molekularbiologischen Arbeiten, sowie mit ihrem umfangreichen Knowhow im Bereich der Seidenanalytik und -produktion. Das mittelständische Unternehmen aus Martinsried entwickelt seit Jahren erfolgreich seidenbasierte Biopolymere für verschiedenste Anwendungen. »Unsere Seidentechnologie ist mittlerweile etabliert und erste Produkte sind bereits am Markt verfügbar. Während die von uns verwendete Biosteel®-Faser nach dem Vorbild der Spinnenseide aber eher weich und flexibel ist, ist Florfliegenseide sehr biegesteif.

Diese spezielle Eigenschaft macht sie für die Medizintechnik, aber auch als Verstärkungsfaser für den Leichtbau, also beispielsweise für Autos, Flugzeuge oder Schiffe, interessant. Wir freuen uns, mit dem Fraunhofer IAP einen Partner gefunden zu haben, der dieses Projekt in allen Bereichen – von der Entwicklung des Seidenmaterials bis zur fertigen Faser – mit seiner Expertise unterstützen kann«, erklärt Dr. Lin Römer, wissenschaftlicher Geschäftsführer von AMSilk. Gefördert wird das Projekt durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe FNR, einem Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft.

Sowohl die Entwicklung und Charakterisierung von Fasern und faserverstärkten Kompositen für den Leichtbau als auch die Entwicklung von biobasierten Polymeren sind bereits seit 25 Jahren ein Spezialgebiet des Fraunhofer IAP. Im institutseigenen Spinntechnikum können technische Fasern entweder aus einer Lösung oder aus einer Schmelze im industrienahen Maßstab hergestellt werden. »Die Kombination von Biotechnologie und Polymerforschung unter einem Dach bietet beste Voraussetzungen für die Herstellung von Fasern aus Florfliegenseide. Das ist ein enormer Vorteil, um innovative Anwendungsfelder zu erschließen«, so Schmidt.

Auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 können die Besucher der der nature.tec-Fachschau Bioökonomie in Halle 4.2 / Stand 212 die Entwicklungen aus den Bereichen Biotechnologie und Biopolymerforschung des Fraunhofer IAP besichtigen, darunter ein erstes Materialmuster aus Florfliegenseide.


Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Das Fraunhofer IAP in Potsdam-Golm ist spezialisiert auf Forschung und Entwicklung von Polymeranwendungen. Es unterstützt Unternehmen und Partner bei der maßgeschneiderten Entwicklung und Optimierung von innovativen und nachhaltigen Materialien, Prozesshilfsmitteln und Verfahren. Neben der umweltschonenden, wirtschaftlichen Herstellung und Verarbeitung von Polymeren im Labor- und Pilotanlagenmaßstab bietet das Institut auch die Charakterisierung von Polymeren an. Synthetische Polymere auf Erdölbasis stehen ebenso im Fokus der Arbeiten wie Biopolymere und biobasierte Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen. Die Anwendungsfelder sind vielfältig: Sie reichen von Biotechnologie, Medizin, Pharmazie und Kosmetik über Elektronik und Optik bis hin zu Anwendungen in der Verpackungs-, Umwelt- und Abwassertechnik oder der Automobil-, Papier-, Bau- und Lackindustrie.

Leitung: Prof. Dr. Alexander Böker

www.iap.fraunhofer.de 

AMSilk GmbH

Die AMSilk GmbH mit Sitz in Planegg bei München ist der weltweit erste industrielle Hersteller synthetischer Seiden-Biopolymere. Die mit einem patentierten biotechnologischen Verfahren nachhaltig produzierten AMSilk-Hochleistungsbiopolymere besitzen die einzigartigen funktionalen Eigenschaften des natürlichen Vorbilds. Das organische Hochleistungsmaterial ist flexibel einsetzbar – sowohl als medizinischer oder technischer Werkstoff als auch als kosmetischer Inhaltsstoff. AMSilk-Hochleistungsbiopolymere verleihen herkömmlichen Produkten wertvolle Alleinstellungsmerkmale. Sie sind unter anderem biokompatibel, atmungsaktiv sowie besonders robust.
AMSilk-Hochleistungsbiopolymere werden in Form von Silkbeads (Mikropartikel), Silkgel (Hydrogel) oder als Biosteel® (Faser) vertrieben und gegenwärtig zur Beschichtung von Medizintechnikprodukten, in der Textilindustrie sowie als Inhaltsstoff für Körperpflegeprodukte eingesetzt.

www.amsilk.com

Weitere Informationen:

http://www.iap.fraunhofer.de/de/Pressemitteilungen/2017/Florfliegenseide.html

Dr. Sandra Mehlhase | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Wussten Sie, dass Verpackungen durch Flash Systeme intelligent werden?
23.05.2017 | Heraeus Noblelight GmbH

nachricht Bessere Kathodenmaterialien für Lithium-Schwefel-Akkus
17.05.2017 | Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten