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Ultrasteife Hydrogele – Ultrasteifes und zähes Gel für Membranen und Knochenersatz


Kurzfassung

Hydrogele finden heute eine breite Verwendung in Membranen z.B. in Meerwasserentsalzungsanlagen. Konventionelle Hydrogele besitzen aber eine sehr geringe Steifigkeit und müssen in Stützstrukturen eingebettet werden. Das ist aufwendig und verhindert eine Reinigung der Membranen, wenn diese mit Mikroorganismen zugesetzt sind. Durch ein spezielles Herstellungsverfahren ist es nun erstmalig gelungen ultrasteife (bis zu 400 MPa) und sehr zähe Hydrogele herzustellen, die ohne Stützstruktur auskommen. Die mechanischen und optischen Eigenschaften sind dabei gezielt einstellbar.


Problemstellung

Konventionelle Hydrogele besitzen eine sehr geringe Steifigkeit und müssen in Stützstrukturen eingebettet werden. Das ist aufwendig und verhindert eine Reinigung der Membranen, wenn diese mit Mikroorganismen zugesetzt sind.


Lösung

Das Herstellungsverfahren basiert auf einer Biomineralisation bei der Enzyme, sogenannte Phosphatasen, extrem fein verteilt im Material vorliegen und den Strukturbildungsprozess homogen katalysieren. Die Mineralisation geschieht also direkt im Material selbst. So entsteht eine feste und wohlgeordnete Calciumphosphat-Nanostruktur, die ein stabiles Netzwerk bildet und für die besonderen Eigenschaften verantwortlich ist.


Vorteile

  • Sehr steifes Hydrogel (bis zu 400 MPa)
  • Sehr zäh
  • Mechanische Eigenschaften einstellbar
  • Optische Eigenschaften einstellbar (von weiß bis transparent)
  • Keine Notwendigkeit von Stützstrukturen

Anwendungsbereiche

Mögliche Einsatzgebiete sind semipermeable Membranen für Wasseraufbereitungs- und entsalzungsanlagen sowie zur Nanofiltration und für Protonenaustauscher in Brennstoffzellen, Batterien und Elektroden. Auch ein Ersatz für als Implationsmaterial (Haut, Knorpel und Knochen) ist möglich, wobei die Eigenschaften und der Aufbau der neuen Hydrogele sehr ähnlich zu denen der der natürlichen Stoffe eingestellt werden können. Die Materialien sind biokompatibel und zeigen eine gute Zellanhaftung. Schließlich können die Hydrogele auch als Drug-Delivery-Systeme eingesetzt werden.


Service

Auf die Erfindung wurde Ende 2016 eine Europäische Patentanmeldung eingereicht. Es liegen umfangreiche experimentelle Daten zur Erfindung vor. PROvendis bietet im Auftrag der TU Dortmund Unternehmen Lizenzen an der Erfindung an.


PROvendis GmbH

Dr. Andreas Wagener
+49.208 94105-38
aw@provendis.info
www.provendis.info
Adresse
Schloßstr. 11-15
45468 Mülheim an der Ruhr



Entwicklungsstand

Demonstrationsexemplar


Patentsituation

  • EP anhängig

Stichworte

Hydrogel, Membran, Nanofiltration, Entsalzung, Batterie, Hautersatz, Knochenersatz

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr