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Chemputer: Chemie per Download?

Krieg und Frieden: „Chemputer“ züchtet maßgeschneiderte Medikamente – oder Drohnen

| Redakteur: Dominik Stephan

Es klingt wie Science-Fiction: Ein neu entwickeltes Verfahren erzeugt im Reaktor maßgeschneiderte Moleküle nach Bauplan – quasi der 3-D-Drucker für die Chemie. Obwohl der „Chemputer“ eigentlich individualisierte Medikamente synthetisieren sollte, hat sich der britische Rüstungs-Multi BAE das Verfahren gesichert. Jetzt sollen im Chemiebad Drohnen heranwachsen.

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Materialchemie digitalisieren: In solchen Tanks sollen die Drohnen, aus einer Reihe von Basischemikalien synthetisiert, heranwachsen, wenn es nach den Forschern um Professor Lee Cronin geht.
Materialchemie digitalisieren: In solchen Tanks sollen die Drohnen, aus einer Reihe von Basischemikalien synthetisiert, heranwachsen, wenn es nach den Forschern um Professor Lee Cronin geht.
(Bild: BAE Systems)

Im Chemiebad Drohnen züchten: An dieser Vision arbeitet der britische Rüstungskonzern BAE Systems zusammen mit Wissenschaftlern der Universität Glasgow. Aber nicht als 3-D-Druck mit physikalischen Verfahren wie Kleben, Schmelzen oder Aushärten, sondern durch chemische Reaktion aus maßgeschneiderten Molekülen. Der Name des Verfahrens: Chemputer.

In Zukunft, so hofft man bei BAE, könnten so z.B. unbemannte Flugzeuge (so genannte Drohnen) entsprechend ihrer zukünftigen Einsatzgebiete synthetisiert werden. Die grundlegende Struktur der künftigen Drohnen, aber auch Teile der komplexen Bordelektronik und –Schaltkreise, könnten im Reaktor innerhalb weniger Wochen heranwachsen, hoffen die Projektverantwortlichen. Eigenschaften wie hohe Geschwindigkeit oder radarabsorbierende Oberflächen würden im Vorfeld wie aus einer Wunschliste festgelegt.

Dadurch ließe sich die aufwändige Entwicklung und Herstellung solcher Flugkörper erheblich beschleunigen, glaubt man bei BAE. Innerhalb weniger Wochen könnten komplexe Formen im Tank heranwachsen.

Auch, wenn das Verfahren noch Zukunftsmusik ist, zeigt sich der britische Rüstungsmulti zuversichtlich genug, das Projekt im Rahmen der Farnborough Airshow, einer der größten Luftfahrmessen der Welt vorzustellen. In Zukunft sollen so auch Teile bemannter Flugzeuge gefertigt werden können.

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Wie funktioniert der Chemputer?

Möglich wird die Vision von der Drohne zum Downloaden durch die Forschungen eines 45-köpfigen Wissenschaftler-Teams um Lee Cronin von der Universität Glasgow, die seit vier Jahren an der Kombination von 3-D-Druck und Chemie arbeiten. Cronin, der sich selbst als „Kontroll-Freak auf Entzug“ bezeichnet, hat in Glasgow herkömmliche 3-D-Drucker so umgebaut, dass sie nicht nur kleine Reaktionskammern drucken, sondern auch Chemikalien und Reagenzien punktgenau dosieren können. Auf diese Weise ist es möglich, mit einer Formel aus dem Rechner eine Reaktion und schließlich ein Produkt zu erzeugen.

Die Chemie wird digital: Wie Drohnen und Flugzeugteile im Reaktor wachsen sollen, zeigt dieses BAE-Video:

Dadurch, dass der Drucker nicht nur die Reagenzien und ihre Sequenzierung und Dosierung kontrolliert, sondern auch Größe und Form der Reaktionskammern bestimmt, ist eine exakte Kontrolle der Reaktionskinetik möglich, so Cronin.

„Normalerweise ist der Rektor nur ein passiver Raum für die Reaktion. Der Drucker setzt ihn in einen aktiven Kontext zur Reaktion“, erklärte der Schotte dem englischen Guardian. Wenn es jetzt noch gelänge, Katalysatormoleküle in die Wände des Reaktionsraumes einzubauen, wären die Möglichkeiten quasi unbegrenzt.

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