Maßgeschneiderte Materialien und Enzyme für industrielle Prozesse – Nachhaltigkeit und industrielle Anwendungen

Allgemeine Informationen zum Kurs

Der iMooX-Kurs "Maßgeschneiderte Materialien und Enzyme für industrielle Prozesse – Nachhaltigkeit und industrielle Anwendungen" konzentriert sich auf die Umsetzung der Biokatalyse im industriellen Maßstab und zeigt auf, wie enzymatische Lösungen gleichzeitig umweltfreundlich und industriell relevant werden können. Der Kurs umfasst zwei Blöcke. Der erste Block umfasst vier Lektionen, welche die Vermittlung von Grundlagen der Nachhaltigkeit beinhalten. Es werden Umweltmetriken diskutiert, sowie die Nutzung biogener Ressourcen und einige Konzepte im Zusammenhang mit der Bioökonomie erklärt. Zusätzlich wird in den ersten beiden Lektionen gezeigt, wie die Umweltauswirkungen biokatalytischer Reaktionen mit aussagekräftigen und einfach zu implementierenden Metriken gemessen werden können, sowie wie eine umfassendere Analyse durch die Implementierung von Life-Cycle-Assessments (LCA)-Strategien durchgeführt werden kann. Die anderen beiden Lektionen behandeln den Paradigmenwechsel von erdölbasierten Chemikalien zu erneuerbaren Rohstoffen. Der zweite Block, bestehend aus zwei Lektionen, präsentiert verschiedene Beispiele aus der biokatalytischen Industrie. Hierbei wird jeweils herausgearbeitet, warum Enzyme aufgrund ihrer Selektivität, milden Reaktionsbedingungen und ihrer Vielseitigkeit in verschiedenen Reaktionsmedien von Vorteil sind. Insgesamt wird eine umfassende Perspektive auf die Möglichkeiten der Biokatalyse im industriellen Maßstab vermittelt. Die Lektionen werden durch Interviews mit jungen Wissenschaftler:innen und Führungskräften der industriellen Biotechnologie sowie experimentelle Videos ergänzt. Um eine Lektion erfolgreich abzuschließen, muss nach jeder Lektion ein Quiz ausgefüllt und bestanden werden. Der Kurs richtet sich nicht nur an BSc und MSc Studierende, sondern wurde auch für Industriechemiker:innen konzipiert, die daran interessiert sind, Enzyme zur Synthese von Chemikalien für unseren täglichen Gebrauch einzusetzen.

Die neuen Zusatzinhalte wurden in zwei Lektionen integriert. Sie stammen von den Mitglieder:innen von DECADES (2023–2027), einem Doktorandennetzwerk von HorizonEurope MSCA. DECADES übernahm die Trägerschaft für die drei MOOCs nach dem Ende des Projekts INTERfaces (2020–2024). Die Doktorand:innen von DECADES haben in persönlichen Interviews ihre Sicht auf die Biokatalyse und deren mögliche Vorteile für eine nachhaltigere chemische Industrie eingebracht. Darüber hinaus steuerte Prof. Andrés R. Alcántara freundlicherweise eine Vorlesung zum Thema „Biotransformationen in grünen Lösungsmitteln“ bei. Als letzter Bonus trägt ein neues experimentelles Video zum Lerninhalt des MOOCs bei. Nach jeder Kernvorlesung muss ein Quiz ausgefüllt und eingereicht werden, um die jeweilige Lektion erfolgreich abzuschließen. Der Kurs richtet sich nicht nur an Studierende im Bachelor- und Masterstudium, sondern soll auch Industriechemiker:innen ansprechen, die Enzyme zur Synthese von Chemikalien für den täglichen Gebrauch einsetzen möchten.

Obwohl dieser Kurs eigenständig steht, wurde er als Teil einer drei MOOC-Reihe „Tailored Materials and Enzymes for Industrial Processes” (Maßgeschneiderte Materialien und Enzyme für industrielle Prozesse) konzipiert:

1. “Tailored Materials and Enzymes for Industrial Processes – Basic Module”
2. “Tailored Materials and Enzymes for Industrial Processes – Advanced Module”
3. “Tailored Materials and Enzymes for Industrial Processes – Sustainability Module”

Für ein optimales Lernergebnis empfehlen wir, alle drei MOOCs in der vorgesehenen Reihenfolge zu besuchen.

Die erste Version dieses Kurses wurde im Rahmen des Projekts INTERfaces– Ausbildungsnetzwerk für heterogene Biokatalyse-Reaktionskaskaden (H2020 Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) Innovative Ausbildungsnetzwerke (ITN) – Europäische Industriedoktorandenprogramme (EID)) entwickelt und realisiert. Zusätzliche Inhalte wurden im Rahmen des Projekts DECADES– Design of CAtalytic processes with Deep-Eutectic-Solvents (HorizonEurope Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen (MSCA) Doktorandennetzwerke (DN)) entwickelt und realisiert.

Dieses Projekt wurde gefördert durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Fördervereinbarung Nr. 860414 sowie durch das Forschungs- und Innovationsprogramm HorizonEurope im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Fördervereinbarung Nr. 101072731.