Molekülbaukasten für neue Kunststoffe

11. Dezember 2012, 19:26
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Astrid Knall verbindet Bausteine mittels "Klick-Chemie" zu Polymeren

Lego spielen ist kinderleicht. Die Bausteine werden über Noppen und Löcher zusammengesteckt. Die "Klick-Chemie" macht sich ein vergleichbares "Baukastensystem" zunutze: Chemische Bausteine werden so aufbereitet, dass die chemisch aktiven Enden einrasten und sich verbinden lassen. Astrid Knall wird in ihrem vom Wissenschaftsfonds FWF finanzierten Hertha-Firnberg-Projekt am Institut für Chemische Technologie von Materialien (ICTM) der TU Graz Tetrazine (Sechsringe mit vier Stickstoffatomen) in der Polymerchemie erforschen.

Polymere sind große kettenförmige Moleküle, die aus Einzelbausteinen (Monomeren) zusammengesetzt sind. Dazu gehören etwa Kunststoffe, aber auch Proteine. Der Vorteil der Klick-Chemie liegt in der großen Auswahl an verknüpfbaren Bausteinen wie Proteinen, Farbstoffen, aber auch Nanopartikeln oder ganzen Zellen. Zudem klickt es auch unter milden Reaktionsbedingungen.

Die 30-jährige Chemikerin wird sich zunächst mit der Verknüpfung von Kunststoffen beschäftigen, die sonst nicht mischbar wären. Im Idealfall werden zwei oder mehr Kunststoffe mit ihren vorteilhaften Eigenschaften zu einem Produkt verknüpft. Auch wasserlösliche Polymere mit einem Leuchtstoff für den medizinischen Bereich interessieren die Wissenschafterin.

Die Schwierigkeit liegt in der Aufbereitung reaktionswilliger Tetrazin-Bausteine: "Ich muss die Noppen der chemischen Bausteine gestalten, also geeignete funktionelle Gruppen anbringen, die einrasten können", sagt Astrid Knall. Aufseiten der Reaktionspartner gibt es bereits zahlreiche, Bausteine die entsprechende "Löcher" aufweisen.

In der Kooperation mit dem Imperial College in London wird sie Tetrazine für konjugierte Polymere erforschen. Diese Molekülketten können für organische Solarzellen oder organische Leuchtdioden verwendet werden. " Die Gruppe in England setzt ausgefeilte Modellierung ein, um die Polymerstruktur zu optimieren. So werde ich zu einem gewissen Grad vorhersagen können, wie mein Baustein aussehen sollte", freut sich die Grazerin.

Schon in der Schule wurde ihr Interesse an Chemie durch eine engagierte Lehrerin geweckt. Die erfolgreiche Teilnahme an internationalen Chemieolympiaden war die Folge. So hatte sie früh die Möglichkeit im Labor zu arbeiten. Sie studierte Technische Chemie und arbeitete nach dem Doktorat zweieinhalb Jahre für Borealis. Der Einstieg als Technikerin in einer Männerdomäne verlief für sie problemlos: "Ich denke, dass Frauenförderung schon Erfolge zeigt - wir sind aber noch nicht am Ziel", sagt sie.

Aus der Wirtschaft hat sie sich eine strukturierte und zielorientierte Vorgehensweise mitgenommen. Lehre nennt sie als einen der Gründe, warum sie zurück an die Universität gekommen ist.

Nun will sie die kommenden Jahre nutzen, um die Voraussetzungen für längerfristige universitäre Forschung zu schaffen. An der Polymerchemie reizt sie, dass Kunststoffe überall zu finden sind. Ihr langfristiger Traum ist, "etwas zu erfinden, das aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken ist".

In ihrer Freizeit betreibt sie viel Sport und verlegt das Experimentieren, selbstverständlich mit neuen Zutaten und Rezepten, in die Küche. (Astrid Kuffner, DER STANDARD, 12.12.2012)

  • Astrid Knall sucht nach der Idee für eine Erfindung.
    foto: privat

    Astrid Knall sucht nach der Idee für eine Erfindung.

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