Forscher der niederländischen TU Delft haben 3D-Drucker und eine Biodrucktechnik eingesetzt, um Algen in lebende Photosynthesematerialien abzulagern, die widerstandsfähig, zäh und flexibel sind. Das neue Material lässt sich unter anderem für künstliche Blätter verwenden. Künstliche Blätter ahmen während der Photosynthese echte Blätter nach und wandeln Wasser und Kohlendioxid in Sauerstoff und Energie um.

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An der niederländischen Technischen Universität Delft (TU Delft) hat ein Team von Forschern laut einer Pressemitteilung sowohl Algen als auch den 3D-Druck für die Entwicklung eines neuartigen, umweltfreundlichen, biologisch abbaubaren und lebendigen Materials eingesetzt. Sie verwendeten 3D-Drucker und eine innovative Biodrucktechnik, um Algen in lebende, photosynthetische Materialien abzulagern, die widerstandsfähig, zäh und flexibel sind. Materialien, die der Natur nachempfunden sind, sind Experten zufolge oft die Robustesten.

Details zur Entwicklung

Hand hält Schale mit Schriftzug TU Delft
Das neue Material lässt sich unter anderem für künstliche Blätter verwenden (Bild © TU Delft).

Zuerst versuchten die Forscher nicht lebende Bakterienzellulose, einer von Bakterien produzierten und ausgeschiedenen organischen Verbindung.
Lebende Mikroalgen und nicht lebende (bakterielle Zellulose) Komponenten ergeben zusammen ein einzigartiges Material, das die photosynthetische Qualität von Algen und die Robustheit der Bakterienzellulose aufweist.

Marie-Eve Aubin-Tam, außerordentliche Professorin an der Fakultät für angewandte Wissenschaften, sieht im Drucken von lebenden Zellen eine attraktive Technologie für die Herstellung technischer, lebender Materialien. Bakterienzellulose ist flexibel, zäh, fest und kann unter allen Umständen ihre Form beibehalten. Verglichen mit einem Druckprozess ist die Bakterienzellulose das Papier und die lebenden Mikroalgen sind die Tinte. Dank der pflanzenähnlichen Beschaffenheit kann sich das Material über viele Wochen durch Photosynthese füttern und regenerieren. Eine kleine Probe des Materials lässt sich vor Ort vermehren.

Kui Yu, ein Ph.D. an der TU Delft, erklärt:

„Wir haben ein Material geschaffen, das Energie erzeugen kann, indem es einfach ins Licht gelegt wird. Die biologisch abbaubare Natur des Materials selbst und die recycelbare Natur der Mikroalgenzellen machen es zu einem nachhaltigen lebenden Material.“

Einsatzmöglichkeit als künstliche Blätter

Durch die speziellen Eigenschaften ist das Material ideal für viele Anwendungen wie zum Beispiel die Herstellung künstlicher Blätter. Künstliche Blätter ahmen während der Photosynthese echte Blätter nach und wandeln Wasser und Kohlendioxid in Sauerstoff und Energie um. Die Energie wird in chemischer Form als Zucker gespeichert, der dann in Kraftstoffe umgewandelt werden kann. Sie bieten die Möglichkeit, nachhaltige Energie an Orten zu erzeugen, an denen Pflanzen nicht gut wachsen wie in Kolonien und im Weltraum. Die künstlichen Blätter, die von Aubin-Tam und ihren Kollegen hergestellt wurden, sind frei von giftigen Chemikalien. Mehr Informationen und aktuelle Entwicklungen zum Thema bietet unsere Themenseite „Bioprinting“ sowie regelmäßig neu der 3D-grenzenlos Magazin-Newsletter (jetzt abonnieren).

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