Ziemlich clever – TU-Wissenschaftler wollen ein Verfahren entwickeln, das mithilfe von Pilzenzymen Chemikalien aus dem Abwasser entfernen soll. Wie funktioniert das?
Pilze gegen Chemikalien
Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln ein Biofiltersystem auf der Basis von Pilzenzymen, das kritische Chemikalien effektiv und nachhaltig aus gereinigtem Abwasser entfernt. Die Arbeitsgruppe Enzymtechnik am Institut für Naturstofftechnik forscht seit zwei Jahren an dem biochemischen Verfahren zur Entfernung von Xenobiotika, die Flüsse und Seen belasten. Xenobiotika – dazu gehören Hormone, Schmerzmittel, Antibiotika, aber auch Röntgenkontrastmittel oder Industrie- und Agrarchemikalien – werden durch den Menschen über das Abwasser in die Stoffkreisläufe der Natur eingebracht.
Die Wissenschaftler der TU Dresden entwickeln ein Verfahren, das die chemischen Verbindungen der naturfremden Rückstände aufspalten kann. Dieses Biofiltersystem funktioniert auf der Basis von bestimmten Pilzenzymen. Nur Ständerpilze (Basidiomyceten) besitzen diesen Enzym-Cocktail. Sie können ringförmige chemische Verbindungen, wie sie auch die kritischen Xenobiotika besitzen, aufspalten und schließlich zu deren Entfernung beitragen.
„Wir wollen ein Filtersystem entwickeln, das zumindest einen Teil der Mikroschadstoffe auf natürlichem Weg entfernt. Dabei helfen uns Pilze, deren Enzyme wie chemische Scheren arbeiten. Die Scheren zerschneiden die Ringstrukturen der Medikamente, dadurch werden sie biologisch abbaubar. Wir isolieren die Enzyme, binden sie an hochporöse metallische Werkstoffe und bauen sie in Filter am Ende der Kläranlagen ein. Sobald die Enzyme nicht mehr arbeiten, werden die Kugeln entnommen, erhitzt und mit neuen Enzymen versehen“, erklärt Projektleiterin Dr. Anett Werner.
Die spin(n)en doch
Die Spintronik gilt als vielversprechendes Konzept für die Elektronik der Zukunft. Sie könnte schnellere Computer und sparsamere Smartphones möglich machen. Einem Forscherteam unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Intelligente Systeme (MPI-IS) und des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) ist es nun gelungen, sogenannte Spinwellen deutlich einfacher und effektiver zu erzeugen als bislang bekannt.
Heutige Computerchips basieren darauf, dass elektrische Ladungen transportiert werden: Bei jedem Schaltprozess fließt in einem elektronischen Bauteil ein Strom von Elektronen, die dabei einen Widerstand verspüren und unerwünschte Abwärme erzeugen. Und je kleiner die Strukturen auf einem Chip sind, umso schwieriger wird es, diese Wärme abzuführen.
Bei dem neuen Ansatz werden keine Ladungen mehr transportiert, sondern lediglich der Spin, der „Eigendrall“ von Elektronen in einem magnetischen Material. Die Elektronen bleiben dabei an ihren Plätzen, lediglich die Ausrichtung der Spins verändert sich. Da sich die Spins benachbarter Elektronen gegenseitig spüren, kann sich eine Änderung auf die Nachbarn übertragen. Das Resultat ist ein magnetisches Signal, das als Welle durchs Material läuft – eine Spinwelle. Der Vorteil: Bauteile, die mit Spinwellen arbeiten, würden kaum Abwärme erzeugen und könnten deshalb deutlich weniger Energie verbrauchen – interessant unter anderem für mobile Endgeräte wie Smartphones.
Text: PR
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- Fliegenpilze: Meik Schmidt/Pixabay
