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Palladium-Nanopartikel

Forschern gelingt die Herstellung von „Bio-Palladium“

19.10.2010 | Redakteur: Ilka Ottleben

Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall, das unter anderem als Katalysator in der chemischen und der Automobilindustrie eingesetzt wird. (Bildquelle: wikimedia.org/Greg Robson)
Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall, das unter anderem als Katalysator in der chemischen und der Automobilindustrie eingesetzt wird. (Bildquelle: wikimedia.org/Greg Robson)

Wissenschaftlern der Universität Aarhus ist es zusammen mit Mikrobiologen der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) gelungen, Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung herzustellen. Das neue Verfahren würde die zukünftige industrielle Anwendung von Palladium-Nanopartikeln vereinfachen.

Gießen, Aarhus/Dänemark – Palladium ist ein stark nachgefragtes Edelmetall. Es wird unter anderem als Katalysator in der chemischen Industrie sowie in der Automobilindustrie in Abgaskatalysatoren und Brennstoffzellen verwendet. Dass palladiumkatalysierte Reaktionen zunehmend an Bedeutung gewinnen, zeigt auch die Verleihung des diesjährigen Chemie-Nobelpreises an Richard Heck, Ei-ichi Negishi und Akira Suzuki für die Erforschung palladiumkatalysierter Kreuzkopplungsreaktionen in organischen Systemen.

Palladium in Form von Nanopartikeln hat besondere Vorteile, da auf diese Weise schwierig zu katalysierende Reaktionen mit geringerem Materialaufwand möglich werden. Wissenschaftlern der Universität Aarhus (Dänemark) ist es nun zusammen mit Mikrobiologen der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) gelungen, Palladium-Nanopartikel mit biologischer Unterstützung herzustellen. In der Studie haben die Forscher für die Herstellung von Palladium-Nanopartikeln zum ersten Mal relativ einfach zu kultivierende Bakterien verwendet. Dieses Verfahren würde die zukünftige industrielle Anwendung vereinfachen.

Palladium-Nanopartikel hergestellt mit mikrobiologischer Unterstützung

Im Ergebnis wurden in Gegenwart der Bakterien Palladium-Nanopartikel gebildet, jedoch nicht in einer zellfreien Lösung. Die Reaktion fand, anders als angenommen, auch unabhängig von der Aktivität bestimmter Enzyme statt, für die eine Beteiligung an der Reaktion bisher vermutet worden war. Die produzierten Nanopartikel wurden von den Zellen in einem speziellen Raum (dem so genannten Periplasma) eingelagert, welcher 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.

Originalpublikation:

Bunge, M., L. S. Søbjerg, A. E. Rotaru, D. Gauthier, A. T. Lindhardt, G. Hause, K. Finster, P. Kingshott, T. Skrydstrup, and R. L. Meyer. 2010. Formation of Palladium(0) Nanoparticles at Microbial Surfaces. Biotechnology and Bioengineering 107:206-215

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