Im Projekt MagBio werden wir eine völlig neue Art biotechnologischer Produktionssysteme entwickeln: lebende Biofilme, die auf magnetischen Nanopartikeln wachsen und sich mit Hilfe von Magnetfeldern gezielt formen lassen. „Diese intelligenten Biokatalysatoren“ sind nicht nur robuster als herkömmliche Systeme, sondern können ihre Architektur flexibel anpassen – für maximale Produktivität und Ressourceneffizienz.

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt entwickelt innovative Biofilm-Systeme zur Herstellung von 2,3-Butandiol – einer wichtigen Plattformchemikalie für Biopolymere und Treibstoffe. Kernidee ist der Einsatz von magnetischen Nanopartikeln, auf denen Biofilme des Bakteriums Shewanella oneidensis wachsen. Durch Magnetfelder lassen sich Struktur, Dichte und Position des Biofilms gezielt steuern. Diese „magnetischen Biofilme“ ermöglichen eine bessere Massentransport-Dynamik und erhöhen die Produktivität.

Das Projekt wird eine skalierbare Plattform schaffen, die Biofilme als robuste Biokatalysatoren in kontinuierlichen Prozessen nutzbar macht. Ein zentrales Element ist unsere entwickelte Robotikplattform, die Biofilme automatisch überwacht, magnetisch neu anordnet und ihre Aktivität mit verschiedenen bildgebenden Verfahren analysiert – ein digitaler Zwilling lebender Produktionssysteme. Damit leistet MagBio einen Beitrag zur Etablierung nachhaltiger biotechnologischer Produktionsverfahren.