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Enzymatisch erzeugte Polydopamin-Schichten: Nachhaltige Alternative zur Autoxidation
Ein Forschungsteam optimiert die laccase-vermittelte Polymerisation von Dopamin und erzielt unter milden Bedingungen deutlich effizientere PDA-Filmbildung als klassische Autoxidation. Geringe Monomerkonzentrationen und pH 5,5 genügen.
Polydopamin (PDA) ist als vielseitige Haft- und Funktionsschicht etabliert, wird jedoch meist durch Autoxidation bei alkalischem pH und hohen Monomerkonzentrationen hergestellt. Die vorliegende Arbeit untersucht systematisch die laccase-assistierte Polymerisation hinsichtlich Dopamin- und Enzymkonzentration, Rührgeschwindigkeit und Abscheidezeit. Optimale Ergebnisse werden mit 2,5 mM Dopamin, 0,25 mg/ml Laccase, pH 5,5 und 1.250 rpm erzielt.
Unter diesen Bedingungen übertrifft die enzymatische Abscheidung die klassische Autoxidation bei pH 8,5 hinsichtlich Filmbildung etwa um den Faktor fünf und die periodat-induzierte Oxidation bei pH 5,5 um den Faktor 1,6. LC-UV-MS, AFM, KPFM und ATR-FTIR charakterisieren Struktur und Morphologie; Kontaktwinkelmessungen ergänzen die Bewertung. Die Ergebnisse eröffnen Wege zu PDA-Beschichtungen unter ressourcenschonenden Bedingungen.
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Potenzial für Anwendungen
Die Kombination aus niedriger Monomerkonzentration und mildem pH prädestiniert den Prozess für temperaturempfindliche Substrate und biobasierte Anwendungen. Die methodische Optimierung erleichtert den Transfer in die Praxis.
Quelle: Magalhães, F. F. et al., Laccase-mediated dopamine polymerization: a bioinspired and sustainable coating technology. Progress in Organic Coatings 207, 109399 (2025).
