催化剂确保碱性物质与所需的最终产物快速反应，同时具有低能耗。因此，它们对化学工业具有重要意义。在所有化学过程的约90％中，应用催化剂。KIT的科学家们现在开发了一种环保的替代生物材料，其使用与降低能耗有关。“从长远来看，这种生物催化材料将用于自动生产增值碱性化合物，无需复杂的合成和清洁步骤，并且产生的废物量最少，”KIT生物界面研究所的Christof Niemeyer教授说。

为此，科学家修改了天然酶，使其在稳定的生物催化剂中自组装。与双组分粘合剂类似，酶形成凝胶型材料。将该材料施加到具有凹槽形凹陷的塑料碎片上。干燥导致水凝胶的浓缩和形成。然后，该芯片被塑料箔覆盖，并且可以将碱性物质泵送通过凹槽并转化为生物催化剂所需的最终产品。生物催化剂凝胶仍然存在。无需溶剂或高温高压，这使得该工艺具有高度可持续性和环保性。

由于在最小空间上存在大的反应体积，因此在这种小型化的流动反应器或小型反应容器中的转化率非常高。然而，它们在生物催化过程中的应用仍处于起步阶段，因为迄今为止需要载体材料来将酶固定在反应器中。这些载体需要反应器空间，然后生物催化剂不再可用。相反，新的生物材料粘附在载体上，反应器可以填充最大量的生物催化剂。此外，它可以完全再循环，可生物降解，高度稳定，并且在反应中达到极高的产率，因此需要昂贵的辅助材料。

与化学材料相比，当通过一种方法生产所谓的对映体时，生物催化剂是特别有利的。这些是彼此镜像的化合物。通常，反应仅需要一种化合物，第二种甚至可能具有不希望的效果。在生物催化剂的帮助下，两种化合物之一的特定生产是可能的，而化学过程通常需要昂贵的辅助材料用于此目的或分离不需要的化合物。

工作是在亥姆霍兹计划“技术与医学生物接口”（BIFTM）的框架内进行的。“我们的研究和开发工作只能通过该计划的设备和基础设施实现，”Christof Niemeyer说。在该计划的框架内，KIT的科学家们跨学科合作研究和使用生物系统，以便以后在工业和医学生物工程领域应用。高跨学科性需要广泛的方法学专业知识，包括材料生产和表征以及基于数据的模拟方法。这种技术诀窍可在KIT获得。