Polychaete Wurmkiefer - Hartes Material aus Protein & Metall

Die Kiefer der Polychaete-Wurmspecies Glycera und Nereis bestehen aus hauptsaechlich Protein mit ein paar Prozent Kupfer bzw. Zink. Nanoindentation-Experimente haben gezeigt, dass ihre Verschleissfestigkeit (Verhaeltniss Haerte zu E-Modul) sogar die von stark mineralisierten Biomaterialien wie Zahnschmelz und Dentin in Wirbeltieren uebersteigt. Glycera-Wurmkiefer verdanken ihre Haerte teilweise der Verstaerkung durch kupferhaeltige Mineralkristalle. Zusaetzliches Kupfer, sowie auch das in Nereis-Kiefern vorhandene Zink, scheinen jedoch direkt an das Protein im Kiefer gebunden zu sein. Im zweiten Jahr dieses Post-Doc-Projekts soll die strukturelle und mechanische Charakterisierung von Polychaete-Wurmkiefern fortgesetzt und darueberhinaus mit der Arbeit an einem biomimetischen Analog begonnen werden. Synchrotron-Methoden wie Mikrodiffraktion und anomale Kleinwinkelstreuung sollen verwendet werden, um die kristallographische Orientierung und aeussere Form der Mineralkristalle in Glycera zu bestimmen. Roentgenabsorptionsexperimente werden eingesetzt werden, um die chemische Umgebung des Metalls in Nereis und Glycera-Kiefern genauer zu untersuchen. Zusammen mit Resultaten aus Elektron Spin Resonanz (ESR) und Roentgen-Photoelektron-Spektroskopie (XPS) sollen diese Information die Basis fuer die Herstellung eines biomimetischen Materials am Materials Research Lab, UCSB, bilden. Biomimetische Filme werden mit Roentgenstreuung und diversen Spektroskopiemethoden charakterisiert werden. Die mechanische Charakterisierung mit Nanoindentation wird im Rahmen einer bereits begonnen Zusammenarbeit mit dem Heimatinstitut der Antragstellerin, dem Erich Schmid Institut der OEAW, durchgefuehrt werden.