Edelmetall-Nanopartikel lagern sich auf dem Mycel wachsender Pilze ab – ein Ansatz für neue Katalysatorsysteme?
Wenn Pilze, wie Penicilliumarten, wachsen, bilden sie ein fadenförmiges Geflecht, das Mycel. Lässt man den Pilz in einem Medium wachsen, das nanoskopische Partikel aus Edelmetallen enthält, entsteht ein Mycel, dessen Oberfläche von den Nanoteilchen bedeckt ist. Wie Forscher von der Technischen Universität Dresden und dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik Fester Stoffe in Dresden in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, könnten solche Hybride ein interessanter neuer Ansatz für die Herstellung von Katalysatorsystemen sein.
Das Team um Alexander Eychmüller und Karl-Heinz van Pée kultivierte verschiedene Pilzarten in Medien mit feinst verteilten (kolloidalen) Nanopartikeln aus Edelmetallen. In Anwesenheit der winzigen Gold-, Platin- oder Palladiumteilchen wuchsen die Pilze ohne nennenswerte Beeinträchtigungen. Silberteilchen, die für Mikroorganismen toxisch sind, wurden immerhin von einer der getesteten Pilzarten gut vertragen. Die Nanopartikel lagern sich an die Oberfläche des wachsenden Mycels an – ohne dass sie dafür in irgendeiner Weise speziell modifiziert werden müssen. So entstehen Hybridsysteme aus Pilz und Edelmetall: röhrenförmige Hyphen, die eine mehrlagige Schicht aus einzelnen Nanopartikeln tragen.
Die optischen Eigenschaften nanoskopischer Teilchen hängen von deren Größe ab. Die Forscher stellten fest, dass sich die optischen Eigenschaften der angelagerten Partikel nur wenig von denen gelöster Nanopartikel unterscheiden. So erscheinen Pilzfäden mit 0,2 µm dicker Goldschicht rötlich braun, analog einer Lösung dieser Goldnanopartikel. Dies ist ein Beleg, dass die Nanopartikel nicht zu größeren Einheiten aggregiert sind.
Da die Teilchen separat bleiben, sollten die Mycel-gebundenen Edelmetall-Nanopartikel auch ihre speziellen katalytischen Aktivitäten beibehalten. So konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass ein Platin-Pilz-Hybrid die Redox-Reaktion von Hexacyanoferrat und Thiosulfat in wässriger Lösung katalysiert. Dabei bietet das „veredelte“ Pilzmycel ein nach der Katalyse leicht von der Lösung abzutrennendes System und eine hohe spezifische Oberfläche – wichtig für einen Katalysator.
Quellen und Artikel:
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Nadja C. Bigall, Manuela Reitzig, Wolfgang Naumann, Dr., Paul Simon, Dr., Karl-Heinz van Pée, Prof., Alexander Eychmüller, Prof.: Fungal Templates for Noble-Metal Nanoparticles and Their Application in Catalysis. In: Angewandte Chemie, 2008, 120, 7994–7997; DOI: 10.1002/ange.200801802
