Cyanobakteien als Baumeister

Der Einsatz von carbonatisierenden Cyanobakterien in biotechnologischen Anwendungen bietet unter dem Druck von Klimawandel und dem Umbruch der Industrie hin zu mehr Nachhaltigkeit und Zirkularität eine Alternative zur herkömmlichen Verwendung von heterotrophen Bakterien. Cyanobakterien können durch ihre photosynthetischen Eigenschaften ressourcenschonend hochskaliert werden, binden CO₂ und produzieren vielfältige Substanzen, denen ein besonderer Wert zukommt. Einige wenige Cyanobakterien bilden Calciumcarbonat (CaCO₃)-haltige, feste, kristalline Hüllstrukturen, welche ein großes Potential zur Herstellung hybrider Materialien wie beispielsweise Licht leitenden Beschichtungen oder lebenden, betonartigen Baumaterialien aufweisen. Die biologische Zementierung durch CaCO₃-Präzipitate wird dabei durch die Verklebung mit extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) der Cyanobakterien verstärkt. Die Kombination aus biologischer Zementierung und Verklebung bietet damit einzigartige Möglichkeiten, hybriden Materialien und Baustoffen neue und je nach Bedarf, maßgeschneiderte Eigenschaften zu verleihen. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, mit Cyanobakterienarten sowohl grundlegende Prozesse der cyanobakteriellen Kalzifizierung zu untersuchen und diese zu nutzen, um neuartige hybride Materialien anzufertigen, wie (i) Herstellung eines betonartigen, lebenden Baustoffes mit positiven CO₂ Fußabdruck (carbon capturing) und (ii) Licht leitende Beschichtungen, die beispielsweise Solarzellen effizienter werden lassen.