Our Projects

The main goal of our research projects is the linkage of biological motives with applications in the area of materials science.

If you are a student of chemistry or materials science and would like to join us, contact us and perform your bachelor- or master thesis in our group. We also frequently offer student jobs in our laboratory.

Enzyme als Architekten

Wir erforschen eine vollkommen neue Art des Materialdesigns auf Oberflächen – die Enzymmoderierte Adressierung. Diese innovative Technologieplatform ermöglicht eine hochpräzise und gleichzeitig flexible Anordnung von Partikeln auf Oberflächen – gesteuert durch enzymatische Katalyse. Die Partikel werden hierbei exklusiv an die enzymaktiven Stellen der Oberfläche adressiert.

Unsere Technologie ermöglicht hohe Präzision bei einfacher Durchführung und nahezu universeller Materialkompatibilität. Dies eröffnet zahllose Anwendungshorizonte, insbesondere in der Medizintechnik und der Nanotechnologie.

Pseudo-Fibrin

Biomaterialien aus Fibrin sind aufgrund ihrer hervorragende Biokompatibilität in Verbindung mit interessanten mechanischen Eigenschaften und Netzwerkbildung begehrt in der Medizintechnik. Zur Herstellung von Fibrin ist jedoch der Einsatz des Enzyms Thrombin notwendig, wodurch gewichtige Nachteile entstehen.

Mit einer von uns entwickelten Methode gelingt es, Hydrogele und Aerogele aus dem Precursor Fibrinogen herzustellen. Dieses Pseudo-Fibrin bietet eine enzymfreie, einfache und kostengünstige Synthese kombiniert mit Eigenschaften von echtem Fibrin.

Nano Structuring of Surfaces with Melanin

Enzymatic Autodeposition can not only be used to destabilize particles, but also to generate them in situ. A particularly promising approach is the synthesis and deposition melanins. Especially eumelanin inherits unique properties like paramagnetism, broad band adsorption of radiation, or electrical conducting properties. The Enzymatic Autodeposition enables the synthesis of unrivaled small eumelanin particles combined with site-specific deposition on the nanometer scale. Besides eumelanin, phaeomelanin is also investigated.

Biomimetische Komposite

Thermoplastische Faserverbundkunststoffe überzeugen durch eine unerreichte Wirtschaftlichkeit. Bedingt durch einen bisher notwendigen, separaten Kombinationsprozess von Thermoplast und Faser, entstehen jedoch gewichtige Nachteile, welche ihren Einsatz stark limitieren.

Um diese Schwächen zu adressieren, wurde in Kooperation mit dem Institut für Textiltechnik in Aachen eine innovative Hybridfaser zur Erzeugung von Verbünden mit zuvor unerreichten Eigenschaften erforscht. Die Faser ist inspiriert vom Prinzip fibrilärer Kompositmaterialien in der Natur und folgt somit dem Konzept der Bionik.

Phosphor-Kollektor

Phosphor ist angesichts seiner zentralen Rolle für das Leben unverzichtbar und kann durch keinen anderen Stoff ersetzt werden. Phosphor ist jedoch eine endliche Ressource, die vorwiegend aus Phosphat-Erzen gedeckt wird, welche in wenigen Jahrzehnten aufgebraucht sein werden.

Unser Forschungsprojekt begegnet dieser Herausforderung mit einem bioinspirierten Ansatz, abstrahiert vom Phosphormanagement des Körpers. Hiermit können Phosphorverbindungen bei der Abwasseraufbereitung gezielt isoliert, als hochreine Phosphorsalze zurückgewonnen und unmittelbar erneut eingesetzt werden.

Biobased Coating Additives

Biobased materials are of high interest in the coatings industry. If a biobased material additionally provides improved properties to the coating system, it is even more desirable. In this project we aim to develop a biobased additive for coating systems to dramatically increase scratch resistance. This additive is based on a special bio-nanocomposite material, that generates special properties after linkage to the binder system.

Biomimetic Nacre-like Structures

Transfer of the Enzymatic Autodeposition to lamellar particles as support is particularly challenging. To do so though, is rewarded with very distinctive structures that resemble the brick-mortar structure of nacre. This bio-composite material inherits interesting mechanical properties, that can be varied by use of different particle types. Possible applications can be found in coating systems or hybrid materials.

Silimold - Silicone Molds for Small Batch Production

Silicone mold are widely used for vacuum casting of polyurethane prototypes, as they provide very exact copies at low coast. This makes the technique also interesting for small batch series production. A severe issue though, is the low life-time of the molds. The project Silimold aims to develop molds with significantly increased long-life cycles.

Biobasierte in situ Klebstoffe

Biobasierte und biokompatible Klebstoffe gewinnen in der Biosensorik sowie der modernen Medizin, besonders in der Implantologie, zunehmend an Bedeutung. Basierend auf dem Prinzip der enzymmoderierten Adressierung ist eine in situ Erzeugung biologischer Klebeschichten möglich.

Hierbei werden zwei enzymfunktionalisierte Substrate in eine Dispersion getaucht und ohne weiteren Krafteinfluss durch abgesciedenens Material miteinander verklebt. Die enzymatische Reaktion stellt die alleinige Triebkraft bei dieser speziellen Art der Klebung dar.

Biobased in situ Adhesives

Biobased and biocompatible adhesives are of high interest in biosensor technologies or medical applications, especially in implantology. The Enzymatic Autodeposition with the system casein/chymosin can be applied for in situ conglutination. To this end, two supports are functionalized with enzyme and immersed into a casein dispersion. Without any further manipulation, an adhesive layer is generated between the supports. This layer forms site-specific on enzyme-functionalized areas.

Nano Structuring of Surfaces with Casein

We explore a fundamentally novel method for defined deposition of biological particles: the Enzymatic Autodeposition. This particular project is engaged in enzymatically controlled casein coatings and was inspired by the reaction, present in cheesemaking. Caseins are proteins with particularly sophisticated physical and chemical properties and are interesting for a high number of applications. The presented approach enables defined structuring of surfaces on the nanometer scale.

Team Leader

Univ.-Prof. (Innsbruck) Dr. Oliver Strube

Technical Chemistry - Research Group Strube

Wissenschaftliche Leitung

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