Anwendungen für photosynthetische Systeme
Eine der vielen spannenden Lektionen, die uns die Natur erteilt hat, ist, auf welche Weise Pflanzen die Energie von der Sonne "ernten" können. Photozyme sind chlorophyllähnliche lichtsammelnde Moleküle. Sie lenken die Solarenergie zu anderen Molekülen, die innerhalb ihrer komplexen Strukturen gefangen sind. Photokatalytische (photoenzymatische) Transformationen ermöglichen die Umwandlung der Lichtenergie in chemische Energie. Chemisch betrachtet sind Photozyme wasserlösliche Kopolymere, d. h. Polymere, die aus mehr als einer Art Monomer oder Einheit bestehen. In diesem Fall besteht das Kopolymer aus wasserabweisenden (hydrophoben) und wasseranziehenden (hydrophilen) Monomeren. Diese beiden Monomersorten bilden eine molekülgroße Struktur, die aus einer hydrophilen Oberfläche und einem hydrophoben Kern besteht. In Abhängigkeit von den benutzten Monomeren sind zahlreiche maßgeschneiderte Effekte möglich. Das Photonanotech-Projekt ("Photozyme nanoparticle applications for water purification, textile finishing, photodynamic biomineralization and biomaterial coating") sollte neue photozymbasierte Prozesse zum Einsatz in der Entwicklung biomedizinischer Beschichtungen und Materialien, zur Knochenregeneration, für selbstreinigende Textilien und zur solaren Abwasserdekontamination entwickeln. Im Laufe des Projekts wurden über 100 Photozyme synthetisiert und in Bezug auf ihre Photoaktivität charakterisiert. 29 von diesen wurden für einen groß angelegten Pilotversuch ausgewählt. Von den positiven Ergebnissen hinsichtlich des Einsatzes von Photozymen in Textilien verspricht man sich letztlich umweltfreundlichere Produkte. Einige Photozyme zeigten aussichtsreiche Resultate bei der Dekontamination von Wasser, das mit giftigen Pestiziden verschmutzt ist. Die Wissenschaftler entwickelten außerdem neue Materialien für Prothesen sowie Trägermaterialien zur Knochenreparatur, die mit einer besseren Biokompatibilität und Bioaktivität aufwarten. Insgesamt kann Photonanotech große Fortschritte bei der Nachahmung der naturgegebenen Fähigkeit zum Einsatz von Sonnenlicht zur Umwandlung in chemische Energie verbuchen. Die Einsetzbarkeit bei Textilbehandlungen, bei der Abwasserdekontamination und im Knochenwachstum und -reparatur konnte nachgewiesen werden.
