Die Technische Universität München (TUM) treibt mit neuen Initiativen die Entwicklung nachhaltiger Materialien und Technologien voran. Im Fokus steht die Forschungsgruppe unter der Leitung von Professor Stefan Guldin, der für Complex Soft Matter an der TUM School of Life Sciences tätig ist. Guldin, der auch als Wissenschaftlicher Co-Direktor des Projekts Proteins4Singapore fungiert, bringt umfassende Erfahrungen aus seiner Forschungslaufbahn mit. Nach seiner Promotion am Cavendish Laboratory der Universität Cambridge und Postdoc-Zeiten an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) hat er in verschiedenen Positionen am University College London gearbeitet. 2024 kehrte er schließlich an die TUM zurück, wo er nun maßgeblich an wichtigen Forschungsfragen zur zukünftigen Materialentwicklung mitarbeitet.
Die Forschungsgruppe befasst sich intensiv mit der Kolloid- und Grenzflächenwissenschaft sowie der Physik weicher Materie. Besonders hervorzuheben sind die Forschungsprojekte zur Selbstorganisation nanoskaliger Bausteine, die bioinspirierte Materialien entwickeln sollen, welche ähnliche Eigenschaften wie biologische Systeme haben. Diese neuartigen Materialien haben das Potenzial, die Lebensmittelindustrie, das Gesundheitswesen und die Umwelttechnik zu revolutionieren.
Schwerpunkt auf nachhaltige Materialentwicklung
Im Rahmen der Forschungsprojekte wird zum Beispiel an multiphasigen Emulsionen und Gelen gearbeitet. Diese Systeme sind essentiell für die Entwicklung innovativer Produkte wie proteinbasierte Fleischalternativen. Die Strukturkontrolle dieser Materialien ermöglicht es, spezifische physikalische, chemische oder biologische Eigenschaften zu erzeugen, was sie für zahlreiche Anwendungen prädestiniert.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Stabilisierung oder Destabilisierung dispergierter Phasen, was zu einer gezielten Steuerung der Materialeigenschaften führt. Die Anwendung bioinspirierter Technologie verspricht nicht nur innovative Ansätze in der Materialforschung, sondern auch umweltfreundliche Lösungen zur Wasseraufbereitung und Schadstoffsanierung.
Langfristige Vision für Deutschland
Das Projekt “InnoBioMat”, unterstützt von acatech und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), zielt darauf ab, das Innovationspotenzial biologisch inspirierter Materialien weiter zu erschließen. Es wird untersucht, wie solche Materialien besser in die industrielle Wertschöpfungskette integriert werden können. Beispielsweise können Materialien entwickelt werden, die recycelbar oder biologisch abbaubar sind, sowie intelligente Systeme, die sich selbst reparieren können.
Projektleiter Peter Fratzl vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung hebt hervor, wie wichtig die Verbindung zwischen Grundlagenforschung und praktischen Anwendungen ist. Die sich abzeichnenden Technologien, wie beispielsweise 3D-Druck und Digitalisierung, sind entscheidend für die zukünftige Entwicklung nachhaltiger Werkstoffe. Diese Ansätze unterstützen die Strategie der Bundesregierung zur Förderung der Nachhaltigkeit und der Anwendung von Naturprinzipien in der Materialentwicklung.
Insgesamt wird durch die Forschungsansätze an der TUM und die Initiativen von acatech deutlich, dass Deutschland im internationalen Vergleich führend in der Grundlagenforschung zu bioinspirierter Materialentwicklung ist. Diese wichtigen Schritte sind entscheidend, um die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands auf dem globalen Markt zu sichern und die Herausforderungen des kommenden Jahrzehnts zu bewältigen, insbesondere in den Bereichen Chemie, Energie, und Gesundheit.
Stefan Guldin und sein Team setzen mit diesen Visionen und Forschungsinitiativen ein Zeichen für eine nachhaltige Zukunft, die durch innovative Materialien und Technologien geprägt sein wird.
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