Gelatine ist ein aus Kollagen gewonnenes, überwiegend tierisches Biopolymer, das in wässrigen Systemen ein ausgeprägtes Geliervermögen zeigt. Strukturell handelt es sich primär um denaturierte Kollagenketten (Polypeptide), deren Konformation, Aggregationsverhalten und Wechselwirkung mit Wasser die makroskopischen Eigenschaften bestimmen.

Struktur und Eigenschaften: In Lösung liegen Gelatinketten oberhalb der Gelierungstemperatur überwiegend in statistisch aufgeknäuelter Form vor. Beim Abkühlen kommt es partiell zur Reformation triple-helicaler Segmente und zur physikalischen Vernetzung durch Wasserstoffbrückenbindungen. Dies führt zu thermoreversiblen Gelen mit ausgeprägtem viskoelastischem Verhalten. Die mechanischen Eigenschaften (Elastizitätsmodul, Bruchdehnung), der Schmelzpunkt und die Quellfähigkeit sind stark von Molekulargewichtsverteilung, Aminosäurezusammensetzung, pH-Wert, Ionengehalt sowie Wassergehalt abhängig.

Herstellung und Modifikation: Technisch wird Gelatine durch saure oder alkalische Vorbehandlung von Kollagenträgermaterial (z. B. Knochen, Häute) und anschließende thermische Partialhydrolyse gewonnen. Chemische Modifikationen (z. B. Vernetzung mit Aldehyden, Carbodiimiden, Epoxiden oder Einführung funktioneller Gruppen) erlauben die Einstellung von Quellgrad, Abbaurate und mechanischer Stabilität. Physikalische Modifikationen umfassen Blends mit weiteren Polymeren oder die Bildung von Verbundwerkstoffen, etwa mit anorganischen Füllstoffen.

Anwendungen in der Werkstofftechnik: In der Biomedizin wird Gelatine für resorbierbare Hydrogele, Trägersysteme für Wirkstoffe, Zellträger (Scaffolds) und als Matrixmaterial in der Tissue-Engineering-Forschung eingesetzt, häufig in Kombination mit Keramiken (z. B. Hydroxylapatit). In der Verpackungs- und Folientechnik dient sie als sauerstoffdichte, jedoch feuchtigkeitssensitive Schicht. In additiven Fertigungsverfahren werden gelatinbasierte Tinten für 3D‑Bioprinting genutzt. Aufgrund der natürlichen Herkunft, Biokompatibilität und Abbaubarkeit ist Gelatine ein Modellwerkstoff für nachhaltige, funktionalisierbare Biopolymere.