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"The synthesis machine": 3D-Drucker für Moleküle? Chemikern aus den USA gelingt Durchbruch

Chemikern von der US-Universität Illinois ist es gelungen, eine Maschine zu entwickeln, die kleine Moleküle miteinander verbinden kann – ähnlich dem Schichtaufbauverfahren beim 3D-Druck. Damit werden Milliarden von chemischen Verbindungen möglich. Teils Verbindungen die wir bis heute noch nicht einmal kannten. Und das alles vollautomatisiert. Die Chemieindustrie spricht von „Meilenstein“ und „Durchbruch“. Die Wissenschaft zeigt sich begeistert. Und tatsächlich sind die Forschungen und Entwicklungen im Bereich der „3D-Drucks von Molekülen“ auch für uns Laien hoch interessant.

Moleküle-3D-Drucker

Moleküle im Schichtaufbauverfahren zusammen setzen? Ähnlich wie beim 3D-Druck? Diese technologische Entwicklung kann das (Bild © Burke Laboratories/ 3Dprint.com)

In unserer täglichen Berichterstattung über die Entwicklung der 3D-Drucker und des 3D-Drucks weltweit, können auch wir letztendlich nur mutmaßen, welches der Geräte sich durchsetzen wird. Welche Technologie tatsächlich einzelne Branchen, das Kaufverhalten der Konsumenten unter dem Aspekt der Möglichkeit alles selbst drucken zu können oder die „die Fertigung der gesamten Industrie revolutionieren“ (Barack Obama) wird.

Wenn nun aber alle Entwicklungen Aktien wären und man spielerisch sagt, man solle 100 Euro sinnvoll in die 3D-Druck-Aktien investieren, ich würde vermutlich 80 Euro davon in die technologische Entwicklung von Martin D. Burke und seinem Team der Universität von Illinois investieren. Das Team von Martin D. Burke forscht seit 2005 an der Illinois-Universität (USA), im Institut für Chemie, mit seinem Team (Burke Laboratories) im Bereich der Molekularchemie. Zu seinen Hauptaufgaben zählt die Synthese von kleinen Molekülen mit Protein-ähnlichen Strukturen.

Für all diejenigen, die Molekularchemie nicht zu ihrem Allgemeinwissen zählen können, ein Molekül beschreibt im weiten Sinn zwei- oder mehratomige Teilchen, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden. Als kleine Moleküle werden all jene Moleküle verstanden, die eine atomare Masse von unter 900 Daltons aufweisen. Moleküle helfen in der Regel zu Regulierung biologischer Prozesse und werden zur Herstellung von Medikamenten eingesetzt aber auch zur Produktion von Pestiziden in der Landwirtschaft und in elektronischen Bauteilen wie LEDs und Solarzellen.

Was hat das mit 3D-Druck zu tun?

Die Frage, was die Forschungen von Burke Laboratories in der Molekularchemie mit 3D-Druck zu tun haben, zeigt ein jetzt veröffentlichtes Paper im US-amerikanischen Magazin Science. In dem Beitrag vom 13.03.2015 heißt es „The synthesis machine“ und beschreibt damit eine Art „Molekül-Maschine“. Eine Maschine die sehr komplexe Prozesse der chemischen Synthese automatisiert durchführt. Eine Art 3D-Drucker für Moleküle also.

Die Maschine ist den Forschern zufolge in der Lage, sehr komplexe Moleküle in ihre chemischen Grundbausteine zu zerlegen und wieder zusammenzusetzen. Um sich die komplizierten Vorgänge besser vorstellen zu können, kann der Prozess mit LEGO-Bausteinen verglichen werden. Der „3D-Drucker“ zerlegt also erst die Moleküle in seine Bestandteile und legt die chemischen Bausteine dann Stück für Stück wieder übereinander.

Mit diesem Verfahren kann die Maschine aktuell über 200 verschiedene Bausteine zusammen mit Tausenden anderen Molekülen nutzen. Das ermöglicht den „Druck“ von Milliarden verschiedenen organischen Verbindungen. Burke geht sogar soweit und sagt, das Verfahren ermöglicht den 3D-Druck von synthetischen Chemikalien, die bisher noch nie von Menschen geschaffen wurden. Für einen Laien kaum vorstellbar. Für Chemiker der Durchbruch. Für die Wissenschaft ein Meilenstein.

Visionen für die Zukunft

REVOLUTION Medicines LogoDer Molekül-3D-Drucker oder wie man auch immer die Maschine nennen möchte, weckt natürlich auch das Interesse von Unternehmen und Unternehmern. Gut für Burke, dass dieser über das notwendige unternehmerische „Gefühl“ verfügt und bereits selbst ein Unternehmen gegründet hat das die Technologie auf die eigene Firma lizenziert. Mit REVOLUTION Medicines, Inc. steht der Pharmaindustrie also ein Unternehmen zur Verfügung, dass über eine Maschine verfügt, die grundsätzlich nahezu jedes Medikament einfach per Knopfdruck ausdrucken kann. Inklusive Millionen von Verbindungen, die es bis heute noch nicht gibt.

Burke und seine Mitgründer von REVOLUTION Medicines investieren bereits stark in die Weiterentwicklung des „3D-Druckers“. Zum heutigen Zeitpunkt arbeitet das Unternehmen bereits an einer Anti-Pilz-Verbindung, wie Amphotericin B, die Menschen mit einer lebensbedrohlichen Pilzinfektion heilen soll.

Uns interessiert Eure Meinung? Welches Potenzial steckt in dieser Maschine? Werden wir in Zukunft wirklich Medikamente und andere chemische Produkte in jeglich-denkbarer Kombination einfach ausdrucken können? Welche Auswirkungen hat das auf die Chemieindustrie? Und die Endverbraucher? Diskutiert mit uns in den Kommentaren unten oder auf unsere Facebook-Fanpage oder auf Google+.

Video zum Thema „A Molecule-Making Machine“

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