Aus der Branche

Mitarbeiterin des Fraunhofer ISC ausgezeichnet

Am 23.1.2018 begann in Davos das Weltwirtschaftsforum. Passend dazu präsentiert die 2016 gegründete New Plastics Economy Initiative der Ellen MacArthur Stiftung die Gewinner der »Circular Materials Challenge« als Teil ihres Innovationspreises. Auf der Suche nach neuen Wegen, der rasant steigenden Ansammlung von Plastikmüll im Meer und der Umwelt entgegenzuwirken, werden insgesamt fünf Projekte mit einem Teil des insgesamt mit einer Million Dollar dotierten Preises ausgezeichnet. Mit dabei ist die Entwicklung der bioORMOCER®e von Dr. Sabine Amberg-Schwab vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC. Das Würzburger Forschungsinstitut ist immer wieder ganz vorn dabei, wenn es um die Entwicklung nachhaltiger Materialien, Technologien und Produkte geht, die zur Lösung der großen weltweiten Herausforderungen beitragen können.
 
Im Jahr 2015 erschien im renommierten Wissenschaftsmagazin Science ein viel beachteter Artikel über den Mülleintrag in die Weltmeere. Zwei Jahre später, im November 2017, wies Dame Ellen Mac Arthur, die Gründerin der gleichnamigen Stiftung, in einem Editorial in genau dieser Zeitschrift auf die immer noch ebenso erschreckende Menge von acht Mio Tonnen Plastikmüll hin, die jährlich neu in unsere Ozeane gelangen. Und es ist damit zu rechnen, dass sich die Produktion von Plastik in den nächsten zwanzig Jahren nochmals verdoppelt. Bisher wird nur ein geringer Teil gesammelt und wiederverwendet – ein enormer Verlust an Wertstoffen einerseits und andererseits ein großes Umweltproblem. Eine Lösung könnten neue Verpackungsmaterialien auf der Basis nachwachsender Rohstoffe – sogenannte Biopolymere – sein, die kompostierbar sind. Bisher waren solche Materialien für Lebensmittelverpackungen eher ungeeignet, weil sie durchlässig sind für  Wasserdampf, Sauerstoff, Kohlendioxid und Aromastoffe.
»Das weltweite Problem des Verpackungsmülls hat uns auch hier im Fraunhofer ISC nicht mehr losgelassen und wir haben nach einer Lösung gesucht«, beschreibt Dr. Sabine Amberg-Schwab, Preisträgerin der Circular Materials Challenge 2018, ihre Motivation. Sie und ihr Team haben langjährige Expertise bei der Entwicklung von Barriereschichten auf Verpackungsfolien für Lebensmittel, um Qualität und Haltbarkeit der verpackten Lebensmittel zu verbessern. Diese Beschichtungen auf der Basis spezieller Hybridpolymere, genannt ORMOCER®e, schützen gegen Wasserdampf und Gaszutritt sowie gegen den unerwünschten Übergang von Fremdstoffen auf den Verpackungsinhalt.
 
Seit einigen Jahren arbeiten die Forscher nun an kompostierbaren Barriereschichten, die Biopolymeren zu einem Durchbruch für ihren zukünftigen Einsatz als nachhaltige und umweltschonende Verpackungswerkstoffe einer neuen Generation verhelfen können. »Unsere bioORMOCER®e beseitigen die Schwächen der Biopolymere und machen sie fit für die hohen Anforderungen an zuverlässiges Verpackungsmaterial«, erläutert Amberg-Schwab. Neben der Aufgabe, die verpackten Lebensmittel zu schützen, sorgen die bioORMOCER®e auch dafür, dass die eigentliche Verpackungsfolie aus Biopolymer sich nicht vorzeitig zersetzt.
 
Diese Entwicklung wird nun von der Ellen MacArthur Foundation ausgezeichnet. Prof. Gerhard Sextl, Leiter des Fraunhofer ISC, betont: »Für unsere Forschung ist der nachhaltige Umgang mit Ressourcen oberstes Gebot. Wir sind sehr stolz, dass unser Team mit dem New Plastics Innovation Prize ausgezeichnet wird – und wir sind stolz darauf, mit unseren Arbeiten dazu beitragen zu können, dass sich zukünftig die Umweltbelastung durch den Verpackungsmüll verringert«.
 
Derzeit arbeiten Amberg-Schwab und ihr Team gemeinsam mit der Fraunhofer-Projektgruppe IWKS und weiteren Partnern im Rahmen des von der EU finanzierten Projekts HyperBioCoat an einem Verfahren, um aus pflanzlichen Lebensmittelresten die Ausgangsstoffe für bioORMOCER®e zu gewinnen, sodass keine wertvollen landwirtschaftlichen Erzeugnisse in Konkurrenz zur Lebensmittelherstellung dafür verbraucht werden müssen.
 
Mehr zum EU-Projekt HyperBioCoat unter http://hyperbiocoat.eu/

Der Plastikmüll in den Weltmeeren ist ein stetig wachsendes Problem. Das Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung (FTB) der Hochschule Niederrhein ist jetzt an einem Verbundprojekt beteiligt, das Lösungsansätze im Bereich der Sport- und Outdoortextilien verfolgt. Konkret geht es um die Verschmutzung durch winzige textile Fasern, die sich beim Waschen lösen und mit dem Abwasser letztlich in die Weltmeere gelangen können. Sie sind mit dem bloßen Auge nicht erkennbar, schädigen marine Lebewesen und reichern sich in der Nahrungskette an.

Am 1. September 2017 fiel der Startschuss für das Verbundprojekt „TextileMission“. Das Projekt läuft über einen Zeitraum von drei Jahren und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderschwerpunktes „Plastik in der Umwelt – Quellen, Senken, Lösungsansätze“ mit rund 1,7 Millionen Euro gefördert. Als Projektpartner bringen neben der Hochschule Niederrhein folgende sieben Organisationen aus der Sportartikel-Industrie, der Waschmaschinen- und der Waschmittelbranche, der Forschung und dem Umweltschutz ihr jeweiliges Know-how ein: die adidas AG, der Bundesverband der Deutschen Sportartikel-Industrie e.V. (BSI) als Projektkoordinator, die Henkel AG & Co. KG aA, die Miele & Cie. KG, Polartec LLC, die TU Dresden, die VAUDE Sport GmbH & Co. KG und der WWF Deutschland.

An der Hochschule Niederrhein leiten die Professorinnen Dr. Maike Rabe und Ellen Bendt das Teilvorhaben „Entwicklung textiler Strukturen für den Sport- und Outdoor-Bereich mit reduzierter Partikelemission in der Textilwäsche und auf der Basis biologisch abbaubarer Polymere“.

Drei Jahre lang wird das Team am Forschungsinstitut für Textil und Bekleidung daran forschen, Materialien für Textilien zu entwickeln, die möglichst wenig Mikroplastik abgeben. Die Ergebnisse werden gemeinsam mit verschiedenen textilen Forschungspartnern, der chemischen Industrie und der Waschmaschinenindustrie erarbeitet, um Produkte zu erhalten, die die Gebrauchsfunktionen für den anspruchsvollen Sport- und Outdoorsektor erfüllen können. Darüber hinaus werden sich Experten der Abwassertechnik an der TU Dresden unter anderem mit dem Abbauverhalten der Kleinstfasern durch Mikroorganismen befassen. „Wir versuchen, neue Konstruktionen für Textilien zu entwickeln, bei denen Material verwendet wird, das biologisch abbaubar ist, dennoch hohe technische Funktionalität aufweist und damit erst für die Sport- und Outdoormode geeignet ist“, verdeutlichen Prof. Dr. Maike Rabe, Leiterin des Forschungsinstituts für Textil und Bekleidung, und Projektleiterin Prof. Ellen Bendt.

Auf dem Campus Mönchengladbach wird dafür ein Wasch- und Filterlabor aufgebaut, um das Verhalten der ebenfalls an der Hochschule neu entwickelten Textilien beim Waschen zu beobachten. Geben die Stoffe beim Waschvorgang Partikel ab und hinterlassen Rückstände? Wie kann man synthetische Stoffe so entwickeln, dass sie natürlich abbaubar sind? Fragen wie diese werden in den nächsten drei Jahren in
Mönchengladbach erforscht. Um dafür zu sorgen, dass in die Betrachtung alternativer Materialien über die Mikroplastik-Problematik hinausgehende Nachhaltigkeitsfaktoren einfließen, wird es einen engen Austausch mit dem Projektpartner WWF geben. Bis September 2020 fließen 500.000 Euro Fördergelder an das Institut, das damit zweieinhalb wissenschaftliche Mitarbeiter beschäftigt. Ziel ist es, einen Beitrag zu einer saubereren Umwelt zu leisten. Wobei Rabe klarstellt: „Viel schlimmer bei der Mikroplastik-Problematik als die Textilindustrie sind die Verpackungen, der Abrieb von Autoreifen, der ins Abwasser gespült wird, sowie der Müll, der bei der Isolierung von Häusern anfällt.“