Holographische Strukturierung von Funktionsmaterialien mit phototaktischen Mikroorganismen

• Antragsteller: Professor Dr. Cordt Zollfrank
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 235144145

Das Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur holographischen Strukturierung von phototaktischen Mikroorganismen und deren weitere Konvertierung zu hybriden Struktur- und Funktionsmaterialien. Dazu werden phototaktische Mikroalgen (Porphyridium purpureum) in einem Nährgel inokuliert, welches für die spezifischen Anforderungen innerhalb dieses Projekts entwickelt und angepasst wird. Dies gewährleistet unter anderem die photostimulierte Bewegung der Mikroalgen durch Sekretion von Exopolysacchariden (EPS). Durch ein maßgeschneidertes optisches System wird ein Transmissionshologramm in das inokulierte Nährmedium projiziert. Das Hologramm wird durch Phototaxis der Mikroalgen als Biotemplatstruktur nachgebaut. Die holographisch organisierten Mikroalgen-Biotemplate werden dann mit „weichen“ chemischen Sol-Gel-Verfahren in anorganische hybride Funktionsmaterialien umgesetzt. Die berührungsfreie Strukturierung mit Licht unter Nutzung phototaktischer Eigenschaften spezifischer Mikroalgen stellt einen neuartigen und besonders vielseitigen Zugang zu multiskaligen bio-organisch/anorganischen Hybridmaterialien dar. Die mit diesem multidisziplinären Projekt realisierbare Multiskalen-Musterbildung über die holographische Strukturierung von Mikroorganismen in Kombination mit einer anorganischen Phasenbildung weist ein enormes Potential als neue Schlüsseltechnologie zur Erzeugung komplex strukturierter Materialen auf.

• DFG-Verfahren: Reinhart Koselleck-Projekte