Nanoskalige Biokompositmaterialien zur Eliminierung von Arzneimittelrückständen

Bis zu 95 % der verabreichten Wirkstoffe von Arzneimitteln werden vom menschlichen Körper wieder ausgeschieden und gelangen über das Abwasser in den Wasserkreislauf. Für gewöhnlich sind die Wirkstoffkonzentrationen sehr gering und werden schnell abgebaut. In einzelnen Fällen handelt es sich jedoch um schwer abbaubare Verbindungen, die in größeren Mengen anfallen und bei denen bereits eine negative Langzeitwirkung umweltrelevanter Konzentrationen auf die Fischgesundheit nachgewiesen wurde. Ein Beispiel dafür ist der Wirkstoff Diclofenac. Derzeit ist kein kostengünstiges Verfahren verfügbar, mit dem derartige Stoffe aus dem Wasser entfernt werden können. Neuartige nanostrukturierte Biokompositmaterialien auf der Basis bakterieller Hüllproteinschichten, sogenannte S-Layer, können hier Abhilfe schaffen. Alle bakteriellen Hüllproteine besitzen die Fähigkeit, an Grenz- und Oberflächen monolagige hochgeordnete Schichten mit zum Teil hoher Stabilität auszubilden. Diese Eigenschaften in Kombination mit der hohen Metallbindungskapazität der Hüllproteine mancher Naturisolate ermöglicht die einfache Herstellung verschiedener dotierter und nicht dotierter Edelmetall- und Metalloxidnanocluster mit hoher katalytischer und fotokatalytischer Aktivität. Ziel ist die Herstellung fotokatalytisch aktiver Biokompositschichten, die bereits bei Tageslicht eine ausreichende hohe Aktivität besitzen, um die Spaltung organischer Reststoffe zu bewirken. Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.