Life-Work-Recycle-Konzept für nachhaltige und bessere Kunststoffe
Kunststoffe sind aus unserem Alltag kaum wegzudenken. Doch die Umweltprobleme, die sie verursachen, sind groß. Denn sie lassen sich biologisch schlecht abbauen. Das zu ändern gehört zu den zentralen Herausforderungen der modernen Materialforschung. Doch wer das Zusammenspiel von Natur und synthetischen Polymeren erforscht, der stößt auf einige grundlegende Unvereinbarkeiten – vor allem beim Abbau künstlicher Materialien in natürlicher Umgebung. Die länderübergreifende Exzellenzcluster-Initiative „PoLIfaces“ hat es sich daher zum Ziel gesetzt, solche Materialien durch Design und Modellierung stark zu verbessern. Konkret geht es um mehr Nachhaltigkeit von Reifen, verstärkten Polyestern, neuen Zahn- und Ohrimplantaten sowie um eine bessere CAR-T-Zelltherapie bei soliden Tumoren.
„Mit der Realisierung des Exzellenzclusters hätten wir die Chance, auch viele Industrieprojekte in Sachsen-Anhalt in unsere Forschung einzubinden und die innovativen Produkte tatsächlich umzusetzen.“
Prof. Dr. Wolfgang Binder, Sprecher der Clusterinitiative „PoLIfaces“
Eigenschaften an der Schnittstelle zu lebenden Systemen reprogrammieren
Ob auf molekularer Ebene oder bei der Entwicklung von Materialien: Die Grenzflächen zwischen natürlichen und synthetischen Polymeren sind bislang zu wenig erforscht. Hier setzt die interdisziplinäre Exzellenzcluster-Initiative an. Die Forschenden wollen programmierte Polymere entwerfen, um präzise mit biologischen Systemen zu interagieren und deren Kommunikation mit lebenden Zellen und vollständigen Organismen zu ermöglichen. Mit einem solchen neuartigen Life-Work-Recycle-Konzept für Polymere wollen sie deren Eigenschaften an der Schnittstelle zu lebenden Systemen reprogrammieren und steuern − über den gesamten Lebenszyklus hinweg.
„Unser beantragter Exzellenzcluster ist in seiner Zusammensetzung ein einzigartiges Konsortium, das von den Materialwissenschaften über die Biomedizin bis hin zur industriellen Anwendung reicht.“
Prof. Dr. Wolfgang Binder, Sprecher der Clusterinitiative „PoLIfaces“
Iteratives und schnelleres Materialdesign ermöglichen
Anwendungsorientiert und industrienah kombiniert die Exzellenzcluster-Initiative aus Materialwissenschaften, Pharmazie und Biomedizin Methoden des maschinellen Lernens mit experimentellen Methoden. Das integrative Labor „Materials Bioresponses“ beispielsweise soll mit bioinformatischen Ansätzen ein iteratives und schnelleres Materialdesign ermöglichen.
„Unser Forschungscluster hat das Potenzial, die sozio-technologische Lücke an der Schnittstelle zwischen Natur und (synthetischer) Chemie zu schließen und damit entscheidend zur zukünftigen Akzeptanz von Polymeren beizutragen.“
Prof. Dr. Wolfgang Binder, Sprecher der Clusterinitiative „PoLIfaces“
Netzwerk
Beteiligte:
Die naturwissenschaftlichen Fakultäten der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU):
- Institut für Biologie
- Institut für Chemie
- Institut für Information
- Institut für Pharmazie
- Institut für Physik
Weitere beteiligte Einrichtungen:
- Universitätsklinikum Halle
- Universität Potsdam
- Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
- Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
- Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
- Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik
- Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung