In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir die Erzeugung von Funktionsmaterialien auf Grundlage der bioinspirierten Materialsynthese. Diese Synthesestrategien basieren auf natürlichen Biomineralisationsprozessen und werden auf technische Materialien angepasst. Die Materialbildungsmechanismen, Strukturen und Wechselwirkungen der organischen und anorganischen Phasen in Hybridmaterialien werden mit spektroskopischen, röntgen- und mikroskopischen Techniken charakterisiert. Darüber hinaus werden die Materialeigenschaften (z. B. elektronisch, nanomechanisch und optisch) untersucht.
Bioinspirierte Grenzflächen
Biomineralisationsprozesse werden durch bioorganische Moleküle, wie Proteine, gesteuert. Die Steuerung technischer Materialsysteme durch gezielt entworfene Designer-Proteine wird im Forschungsbereich „Bioinspirierte Grenzflächen“ untersucht. Untersuchungen zu Nano- und mikrostrukturierten Phagen-Systemen eröffnen den spezifischen Transport und die lokale Stoffbearbeitung mit Nanometergenauigkeit. [mehr...]
Bioinspirierte Strukturierunge
Unsere Forschungsinteressen konzentrieren sich auf die bioinspirierte Strukturierung und Charakterisierung von multifunktionalen, auf Keramik basierenden Dünnschichten, papierähnlichen Materialien und porösen Templaten, die die in der Natur vorherrschenden strukturellen Gestaltungsprinzipien imitieren. Ziel ist die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Werkstoffe. [mehr…]
Bioinspirierte Mineralisation:
Unser Ziel ist es, mit (bio)organischen Templaten strukturierte organisch-anorganische Hybridmaterialien oder Replikate des entsprechenden organischen Templates zu synthetisieren, und zwar unter Anwendung einfacher "Bottom-up"-Methoden und unter milden Reaktionsbedingungen. Um die Kontrolle über die Form und die Eigenschaften der hergestellten Hybridstrukturen zu gewährleisten, untersuchen wir den Synergismus zwischen der organischen und der anorganischen Phase in den Hybriden und studieren den Wachstumsmechanismus der anorganischen Phase. [mehr...]
Mikroalgen als Materialhersteller und Transporter
Manche Mikroalgen, wie beispielsweise die marine Kalkalgenart Emiliania (E.) huxleyi, stellen hochkomplexe, fein strukturierte Schalen aus Calciumcarbonat her, die so genannten Coccolithe. Diese Biomineralisationsprozesse laufen in der Zelle unter genetischer Kontrolle ab. Die Zellen transportieren dabei die für die Biomineralisation der Coccolithe nötigen Ionen aus dem sie umgebenden Medium in die Zelle. [mehr...]