Energie sparen nach dem Vorbild der Natur

Energie sparen nach dem Vorbild der Natur. Bei den derzeitig stets steigenden Energiekosten werden immer mehr Wege gesucht, Energie zu sparen.

Auf der Suche sind auch Prof. Dr. Winfried Plass von der Friedrich-Schiller-Universität Jena und seine Kollegen.

Sie untersuchen Reaktionsmechanismen, an denen Enzyme beteiligt sind und versuchen, diese für mögliche Anwendungen nutzbar zu machen. Mit Hilfe von Hochleistungs-Computern werden dazu die während der Enzym-Katalyse ablaufenden molekularen Mechanismen simuliert.

Dabei haben sie sich auf eine Gruppe von Enzymen konzentriert, die die Oxidation von Halogeniden, wie Chlorid oder Bromid, katalysieren. Die Enzyme beschleunigen diese Reaktionen um den Faktor 100.000 bis 10.000.000.

Entscheidend dafür sind zwei Faktoren: Zum einen bildet das Enzym-Eiweiß eine Art Tasche in der die beteiligten Ausgangsverbindungen in unmittelbare Nähe zusammengebracht werden. Zum anderen enthalten die „Haloperoxidasen" genannten Enzyme als zentralen Bestandteil ein Metallat-Ion: Vanadat.

Dabei halten wichtige Seitenketten des Eiweißes dieses Ion für die chemische Umsetzung in einer günstigen Position, was die Reaktion ebenfalls begünstigt. Die Vanadat-Haloperoxidasen kommen in der Natur z. B. in Braunalgen vor.

Auch Pilze und Flechten nutzen diese Enzyme als Werkzeuge, um anderes Pflanzenmaterial - etwa die Rinde von Bäumen aufzubrechen und so an Nährstoffe zu gelangen. Denn im Verlauf der katalysierten Reaktion entstehen hochreaktive Verbindungen, die andere Substanzen angreifen können.

Auf diesem Gebiet könnte auch eine der möglichen Anwendungen dieses Wissens liegen. Denkbar wäre z. B. Katalysatoren zu entwickeln, die in Schiffsanstrichen Verwendung finden. Diese könnten - dank der reaktiven Substanzen - den Bewuchs der Schiffe mit Algen verhindern.

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