Feine Geflechte sammeln Nanopartikel aus Edelmetallen an ihrer Oberfläche und bilden die Grundlage für hocheffiziente Katalysatoren

Dresden - Im Nanomaßstab glänzen viele Materialien mit überraschend neuen, vielseitigen Eigenschaften. Doch fällt es den Forschern nicht leicht, die Nanopartikel nach ihren Wünschen anzuordnen. Natürlich gewachsene Pilzgeflechte können nun genau diese Aufgabe übernehmen. So berichten deutsche Forscher in der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie", wie sich die feinen Pilzstrukturen gleichmäßig mit winzigen Teilchen aus Edelmetallen überziehen. Dieses Verfahren könnte zum Aufbau von effizienten Katalysatorsystemen genutzt werden.

"Die Kombination von lebenden Strukturen mit neuen Materialien wird immer interessanter", schreiben Alexander Eychmüller und seine Kollegen von der Technischen Universität Dresden und dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik Fester Stoffe. Sie züchteten Penicillinarten in einem Medium, das millionstel Millimeter kleine Teilchen aus Edelmetallen enthielt. Beim Wachstum der fadenförmigen Geflechte, den Myzelien, lagerten sich Partikel aus Gold, Platin oder Palladium gleichmäßig auf den Pilzoberflächen ab. Es entstanden beispielsweise röhrenförmige Hybridsysteme aus Pilzen mit bis zu 200 Nanometer dicken Goldschichten. Von Vorteil zeigte sich dabei, dass die Edelmetall-Partikel bei diesem Prozess nicht miteinander verklumpten und ihre Nanoeigenschaften behielten.

Wichtig ist eine solch feine Strukturierung für den Aufbau von hocheffizienten Katalysatoren. Denn Nanopartikel können dafür wegen einer vergrößerten Oberfläche und veränderten elektronischen Eigenschaften besser eingesetzt werden als größere Konglomerate aus denselben Edelmetallen. In einem ersten Versuch konnten Eychmüller und Kollegen das bessere Reaktionsverhalten in einer Redox-Reaktion von Hexacyanoferrat und Thiosulfat in wässriger Lösung belegen.

Schon häufiger griffen Nanoforscher zu Biomaterialien, um ihre Nanowerkstoffe besser strukturieren zu können. Gute Ergebnisse wurden bereits mit der Kombination von Erbgutmolekülen mit Nanopartikeln oder mit den feinen Strukturen innerhalb von Rosenblättern erzielt. Mit den Dresdner Zuchterfolgen von metallisch beschichteten Pilzgeflechten steht eine weitere, elegante Methode für eine kontrollierte Produktion nanostrukturierter Materalien zur Verfügung.