Neue künstliche Fotosynthese bindet CO2 100-mal schneller als ältere Systeme

Die Fotosynthese ist ein Wunderwerk der Natur. Mit diesem System gelingt es grünen Pflanzen, mit Hilfe von Kohlendioxid und Lichtenergie energiereiche Biomoleküle zu bilden. Diesen Prozess nachzuahmen, dass haben sich Forscher am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie vorgenommen. Jetzt erreicht uns eine erste Erfolgsmeldung.

Die Fotosynthese ist ein geniales Konzept

Auf nachhaltige Weise Kohlenstoffverbindungen herstellen

Das Forschungsnetzwerk MaxSanBio gab die Ergebnisse seiner Laborstudien in der Fachzeitschrift »Science« bekannt. Die Wissenschaftler haben künstliche Chloroplasten erschaffen, die aus mikroskopisch kleinen Tröpfchen bestehen. Sie sind mit Enzymen und Thylacoid-Membranen ausgestattet, um aktiv Fotosynthese zu betreiben. Die Fotosynthese künstlich nachzubilden, das bedeutet für die Zukunft, dass wir auf nachhaltige Weise Kohlenstoffverbinden herstellen könnten, wie zu Beispiel Antibiotika. Dafür entnehmen wir das überschüssige Kohlendioxid aus der Luft. Das Sonnenlicht hilft dabei, das CO2 einzufangen und schließlich umzuwandeln. Im Grunde schlagen die künstlichen Chloroplasten also die sprichwörtlichen zwei Fliegen mit einer Klappe.

Kleine Wunderwerke mit zwei neuen Technologien erstellt

Die Wissenschaftler bedienten sich für ihre kleine Wunderwerke zweier neuer Technologien: der Mikrofluidik und der synthetischen Biologie. Sie entwickelten mit deren Hilfe eine Art Produktionsplattform, die zur Synthese der Mikrotropfen dient. Gleichzeitig lassen sich die künstlichen Chloroplasten darüber in Echtzeit untersuchen, indem sie in einer Kammer eingesammelt und mikroskopisch überwacht werden. Professor Doktor Tobias Erb als Studienautor sieht in den Ergebnissen seiner Forschungen großes Zukunftspotential. Die künstliche Fotosynthese funktioniert sogar 100 Mal schneller als die bisher durchprobierten synthetisch-biologischen Prozesse.

Künstliche Chloroplasten auf vielfältige Weise einsetzbar

Der Anfang einer spannenden wissenschaftlichen Entwicklung ist damit eingeläutet: Die neue, effektive künstliche Fotosynthese ließe sich auf vielen technologischen Gebieten einsetzen, wie zum Beispiel in der Medizin der Biotechnologie und der Materialwissenschaft. Das atmosphärische Kohlendioxid würde auf diese Weise nach und nach reduziert, während neue, hilfreiche Stoffe entstehen.