Biomimetische Kristallisation von Calciumcarbonat unter verschiedenen Lipid-Monofilmen

Das vorliegende Projekt beschäftigt sich mit der biomimetischen Mineralisierung von Calciumcarbonat unter Lipid-Monoschichten. Ziel ist ein besseres Verständnis der Mechanismen zu bekommen, die zur Bildung von Knochen und anderen in der Natur vorkommenden anorganischen Strukturen führen. Aus diesem Verständnis ergeben sich vielfältige Anwendungen sowohl in der Medizintechnik als auch in der Materialwissenschaft.

Bei der Biomineralisation werden mineralische Produkte durch lebende Organismen erzeugt. Dabei sind viele Organismen in der Lage die räumlich orientierte Keimbildung, die Kristallmorphologie und die Bildung einzigartiger Protein-Einkristall-Komposite erstaunlich gut zu kontrollieren was dazu führt, dass die entstehenden Mineralien ideale mechanische Eigenschaften und eine vielfältige Verwendung (z.B. Schale, Skelett) aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass die Forschung auf diesem Gebiet zu verbesserten synthetischen Materialien führt und weiter führen wird. Dennoch sind die bei der Biomineralisation ablaufenden Prozesse bis heute nur in Teilen verstanden. Die Untersuchung der Kristallisation von Kalziumcarbonat an Lipid Monofilmen an Flüssig-Flüssig Grenzflächen bietet einen viel versprechenden Ansatz das Verständnis dieser Prozesse zu erweitern. Durch die Kombination der Grenzflächen und Kolloidchemie (Degen) mit modernen Methoden der oberflächensensitiven Röntgenstreuung (Paulus) werden sowohl die mikroskopischen Prozesse der Keimbildung als auch deren Selbstorganisation zu geordneten Schichten untersucht. Die Arbeiten sollen zum Verständnis beitragen wie aus der molekularen Anordnung (von Ionen und Proteinen an einer Grenzfläche) auf eine letztendlich entstehende makroskopische Struktur zu schließen ist.

Antragsteller

Technische Universität Dortmund: Dr. Patrick Degen (Physikalische Chemie II), Dr. Michael Paulus (Lehrstuhl Experimentelle Physik I & Delta)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördersumme: 50.000 Euro
Laufzeit: 01.11.2010 – 31.10.2011

Ansprechpartner

Dr. Patrick Degen
TU Dortmund
Fakultät Chemie
Physikalische Chemie II
Otto-Hahn-Str. 6
44221 Dortmund

Telefon: 0231-7553913
patrick.degen (at) tu-dortmund(dot)de