Neue Materialien – Professor Helmut Schlaad spricht in Antrittsvorlesung über Polymerchemie

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme (oben links: fotografische Aufnahme) eines Polyglutaminsäure Hydrogels / Bildquelle: Charlotte Vacogne / Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung

Abbaubare Kunststoffe, besonders stabile Materialen oder Transportmoleküle für Medikamente – Polymere werden in Industrie und Medizin vielfältig eingesetzt. Unter der Überschrift „Funktionale synthetische Polymere aus Aminosäuren und Zuckern“ spricht Helmut Schlaad, Professor für Polymerchemie an der Universität Potsdam, in seiner Antrittsvorlesung am 18. Februar über Synthesen, Eigenschaften und Zukunftschancen neuartiger Polymere. Der Chemiker forschte vor seiner Ernennung zum Professor an der Universität Potsdam bereits am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung und an der University of Massachusetts Lowell in den USA.

Proteine, Zellulose, Stärke oder Lignin gehören in diese Stoffgruppe, aber auch Polyester oder Silikon: Polymere nennen Chemiker jene Stoffe, die aus zahlreichen, meist identischen Grundbausteinen bestehen, die miteinander verknüpft sind. Im Prinzip sind Bäume aus Zucker aufgebaut, verdeutlicht Helmut Schlaad. Denn einer der wichtigsten Bausteine der pflanzlichen Zellwände – die Zellulose – besteht aus vielen Glukosemolekülen, die miteinander stabile Bindungen eingehen. Der Chemiker erforscht, welche natürlichen Aminosäuren oder Zuckerverbindungen als Grundstoff für neuartige Polymere dienen und wie die Verfahren zur Produktion von Polymeren verbessert werden können. Die Nachhaltigkeit ist dabei ein ganz großes Thema. Und bisher werden bei der industriellen Produktion von Polymeren häufig umwelt- und gesundheitsschädliche Ausgangsstoffe – meist Erdölkomponenten – verwendet. Die einzelnen Bausteine der Polymere können auch aus der Natur kommen. Ideal wäre es natürlich, wenn dafür Abfallprodukte verwendet werden können, zum Beispiel: Aus dem Stoff Limonen, der etwa in Orangenschalen enthalten ist und in großen Mengen als Nebenprodukt bei der Orangensaftproduktion anfällt, lässt sich durch Polymerisation ein vielfältig einsetzbares Polymerharz gewinnen. Zudem sind die sogenannten Biopolymere, anders als die meisten synthetischen Polymere, z.B. Polyethylen oder Polystyrol, biologisch abbaubar. Den Wissenschaftler interessiert noch eine weitere Eigenschaft von natürlichen Polymeren: Proteine sind Polymere aus Aminosäuren, die komplexe dreidimensionale Strukturen oder noch höher geordnete, hierarchische Strukturen bilden und damit biologische Funktionen erfüllen können. Momentan arbeitet der Forscher mit seinem Team daran, solche Polymere aus Aminosäuren zu synthetisieren. Sie könnten vorwiegend in der Medizin Anwendung finden, um etwa Medikamente im Körper an den richtigen Wirkungsort zu transportieren oder den Aufbau von Zellgewebe zu unterstützen.

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