31.03.2025, Halle (Saale)

Biomineralisation beschreibt die Fähigkeit biologischer Systeme, anorganische Strukturen wie Knochen, Muschelschalen oder Kieselalgengehäuse zu bilden und dabei feste, mineralische Strukturen durch lebende Zellen aufzubauen. Dabei entstehen sogenannte Biominerale, die aus einem mineralischen Anteil und einer kleinen, aber entscheidenden Menge organischer Biomoleküle bestehen. Diese Kombination verleiht den Strukturen einzigartige Eigenschaften – sie sind zäh, flexibel oder lichtleitend – und damit ihren rein mineralischen Pendants oft überlegen. Der Aufbau erfolgt auf Nanoebene durch präzise Steuerung innerhalb spezialisierter Zellen, wie z. B. Osteoblasten im Knochen. Ein bemerkenswertes Beispiel ist das Skelett der Tiefseeschwämme, dessen gläserne Spikulen Licht effizienter leiten als moderne Glasfasern. Das Zusammenspiel von Struktur, Biochemie und Funktion macht Biominerale so faszinierend. Im Einführungsvortrag geht Filipe Natalio (Forschungslaborleiter an der NOVA Lisboa) auf die Unterschiede zwischen organischen und anorganischen Biomineralen ein. Anorganische Biomineralien bestehen hauptsächlich aus Mineralien wie Calciumphosphat, während organische Biomineralien zusätzlich kleine Mengen organischer Biomoleküle enthalten, die die Struktur stärken und den Materialien besondere Eigenschaften wie Flexibilität verleihen. Diese Kombination aus anorganischen und organischen Komponenten macht Biomineralien funktionell überlegen und eröffnet Potenziale für die Entwicklung neuer, bioinspirierter Materialien.