Mikroben produzieren Bio-Palladium

Ein internationales Wissenschaftler-Team berichtet in der Fachzeitschrift „Biotechnology and Bioengineering“ über Experimente, in denen erstmals Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung hergestellt worden sind. Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall.

Es wird unter anderem als „Beschleuniger“ in der chemischen Industrie sowie in der Automobilindustrie in Abgaskatalysatoren und Brennstoffzellen verwendet.

Nanopartikel sind besser

Von Palladium beschleunigte Reaktionen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Dies zeigt auch die Verleihung des diesjährigen Chemie-Nobelpreises an Richard Heck, Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki für die Erforschung so genannter palladiumkatalysierter Kreuzkopplungsreaktionen in organischen Systemen.

Palladium in Form von Nanopartikeln hat Forschern zufolge besondere Vorteile, da auf diese Weise schwierig zu katalysierende Reaktionen mit geringerem Materialaufwand möglich werden.

Bakterien als Helfer

In der Studie haben die Forscher der Universität Aarhus in Dänemark zusammen mit Mikrobiologen der Universität Gießen (JLU) für die Herstellung von Palladium-Nanopartikeln zum ersten Mal relativ einfach zu kultivierende Bakterien verwendet. Dieses Verfahren würde die zukünftige industrielle Anwendung vereinfachen.

Im Ergebnis wurden in Gegenwart der Bakterien Palladium-Nanopartikel gebildet, jedoch nicht in einer zellfreien Lösung. Die Reaktion fand laut den Forschern, anders als angenommen, auch unabhängig von der Aktivität bestimmter Enzyme statt, für die eine Beteiligung an der Reaktion bisher vermutet worden war.

Bio-Palladium katalytisch sehr aktiv

Die produzierten Nanopartikel wurden nach Angaben der Wissenschaftler von den Zellen in einem speziellen Raum – dem so genannten Periplasma – eingelagert, der von zwei Membranen begrenzt ist. Auf diese Weise wurde offenbar das Größenwachstum der Partikel auf wenige Nanometer begrenzt. Das in Gegenwart der Bakterien gebildete „Bio-Palladium“ ist katalytisch sehr aktiv für eine Reihe von chemischen Reaktionen.

Die Forscher hoffen nun, ein Verfahren entwickeln zu können, auf biologischem Weg Edelmetalle effizient und nachhaltig zu recyceln und gleichzeitig Nanokatalysatoren mit herausragenden und maßgeschneiderten Eigenschaften herzustellen.

(idw – Universität Gießen, 20.10.2010 – DLO)