From the Sector

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) sind einer von fünf Gewinnern des „Ideenwettbewerbs Bioökonomie - Innovationen für den Ländlichen Raum“, der vom Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz Baden-Württemberg erstmals ausgerufen wurde. Ausgezeichnet wurden Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourceneffizienz, zum Schutz der Umwelt und der Biodiversität sowie zur Entwicklung des ländlichen Raums. Am 25. November 2020 wurde der Preis von Ministerialdirektorin Grit Puchan während des 5. Bioökonomietags überreicht. Die DITF erhalten den Preis für ihre Forschung an nachhaltigen Carbonfasern. Der Pitch-Vortrag von Dr. Frank Hermanutz und Dr. Antje Ota erhielt zudem auch noch den Publikumspreis.

Ionische Flüssigkeiten (ionic liquids, IL) sind der Schlüssel zu nachhaltigen biobasierten Fasern für vielfältige Anwendungen in der Industrie. 2003 hat Dr. Frank Hermanutz mit seinem Team gemeinsam mit der BASF SE ein innovatives Lösungsmittel für Biopolymere, also Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen, entdeckt. Auf dieser Basis wurden mit der patentierten HighPerCell®-Technologie Cellulosefilamentfasern entwickelt, die aufgrund ihrer spezifischen Fasereigenschaften als technische Fasern eingesetzt werden können. Sie sind zum Beispiel Ausgangsprodukt für cellulosebasierte Carbonfasern.

Carbonfasern werden vor allem im Fahrzeugbau eingesetzt, gewinnen aber auch im Bauwesen an Bedeutung. Sie sind äußerst hitzebeständig und belastbar. Herkömmliche, nicht auf Biopolymeren basierende Carbonfasern sind allerdings derzeit noch sehr teuer und ihre Herstellung belastet die Umwelt. Die Carbonfaserherstellung auf der Basis von Cellulose würde nicht nur die Umwelt schonen, sondern auch die Energiekosten senken. Für die Gewinnung von Zellstoff bietet sich zum Beispiel die heimische Buche an. Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Biopolymerwerkstoffe der DITF bringen dieses neue Verfahren in das im April 2020 vom Land Baden-Württemberg gegründete Technikum Laubholz (TLH) ein. Dort wird die Technologie in enger Zusammenarbeit mit beteiligten Industriefirmen praktisch umgesetzt.

Hochleistungsfasern aus Cellulose sind für viele weitere Anwendungen geeignet, wie zum als Verstärkungsfasern im Beton oder als Bestandteil von sortenreinen Verbundwerkstoffe.

„Schon bald könnten biopolymerbasierte Werkstoffe die gleichen Eigenschaften aufweisen wie erdölbasierte Materialien. Das wäre ein enormer Beitrag zum Ressourcenschutz und zur Umweltverträglichkeit“ erklärt Frank Hermanutz.

Die Jury des Ideenwettbewerbs würdigt diese Forschungsleistung für Umweltschutz und Nachhaltigkeit mit dem Bioökonomie-Innovationspreis.

• Kohlenstoff mit mehreren Leben

Geht es um die Zukunft der motorisierten Mobilität, reden alle vom Antrieb: Wie viel E-Auto, wie viel Verbrenner verträgt die Umwelt und braucht der Mensch? Zugleich stellen neue Antriebe erhöhte Anforderungen nicht nur an den Motor, sondern auch an dessen Gehäuse und die Karosse: Für solch anspruchsvolle Anwendungen kommen häufig Carbonfasern zum Einsatz. Wie der Antrieb der Zukunft, sollten auch die Werkstoffe am Fahrzeug umweltfreundlich sein. Deshalb ist Recycling von Carbonfasern gefragt. Lösungen dafür haben Institute der Zuse-Gemeinschaft entwickelt.

Carbonfasern, auch als Kohlenstofffasern oder verkürzt als Kohlefasern bekannt, bestehen fast vollständig aus reinem Kohlenstoff. Sehr energieaufwändig wird er bei 1.300 Grad Celsius aus dem Kunststoff Polyacrylnitril gewonnen. Die Vorteile der Carbonfasern: Sie haben kaum Eigengewicht, sind enorm bruchfest und stabil. Solche Eigenschaften benötigt man z.B. am Batteriekasten von E-Mobilen oder in Strukturbauteilen der Karosserie. So arbeitet das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. (STFI) aktuell gemeinsam mit Industriepartnern daran, statisch-mechanische Stärken der Carbonfasern mit Eigenschaften zur Schwingungsdämpfung zu verknüpfen, um die Gehäuse von E-Motoren im Auto zu verbessern. Angedacht ist in dem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Projekt die Entwicklung sogenannter Hybridvliesstoffe, die neben der Carbonfaser als Verstärkung weitere Faserstoffe enthalten. „Wir wollen, die Vorteile unterschiedlicher Faserstoffe verbinden und so ein optimal auf die Anforderungen abgestimmtes Produkt entwickeln“, erläutert Marcel Hofmann, STFI-Abteilungsleiter Textiler Leichtbau.

Damit würden die Chemnitzer Forschenden bisherige Vliesstoff-Lösungen ergänzen. Sie blicken auf eine 15-jährige Geschichte in der Arbeit mit recycelten Carbonfasern zurück. Der globale Jahresbedarf der hochwertigen Fasern hat sich im vergangenen Jahrzehnt fast vervierfacht, laut Angaben der Industrievereinigung AVK auf zuletzt rd. 142.000 t. „Die steigende Nachfrage hat das Recycling immer stärker in den Fokus gerückt“, betont Hofmann. Carbonfaserabfälle sind ihm zufolge für etwa ein Zehntel bis ein Fünftel des Preises von Primärfasern erhältlich, müssen aber noch aufbereitet werden. Dreh- und Angelpunkt für den Forschungserfolg der recycelten Fasern sind konkurrenzfähige Anwendungen. Die hat das STFI nicht nur am Auto, sondern auch im Sport-Freizeitsektor sowie in der Medizintechnik gefunden, so in Komponenten für Computertomographen. "Während Metalle oder Glasfasern als potenzielle Konkurrenzprodukte Schatten werfen, stört Carbon die Bilddarstellung nicht und kann seine Vorteile voll ausspielen“, erläutert Hofmann.

Papier-Knowhow nutzen
Können recycelte Carbonfasern nochmals den Produktkreislauf durchlaufen, verbessert das ihre CO2-Bilanz deutlich. Zugleich gilt: Je kürzer die Carbonfasern, desto unattraktiver sind sie für die weitere Verwertung. Vor diesem Hintergrund entwickelten das Forschungsinstitut Cetex und die Papiertechnische Stiftung (PTS), beide Mitglieder der Zuse-Gemeinschaft, im Rahmen eines Forschungsvorhabens ein neues Verfahren, das bislang wenig geeignet erscheinende Recycling-Carbonfasern ein zweites Produktleben gibt. „Während klassische Textilverfahren die ohnehin sehr spröden Recycling-Carbonfasern in Faserlängen von mind. 80 mm trocken verarbeiten, beschäftigten wir uns mit einem Verfahren aus der Papierindustrie, welches die Materialien nass verarbeitet. Am Ende des Prozesses erhielten wir, stark vereinfacht gesprochen, eine flächige Matte aus recycelten Carbonfasern und Kunststofffasern“, erläutert Cetex-Projektingenieur Johannes Tietze das Verfahren, mit dem auch 40 mm kurze Carbonfasern zu attraktiven Zwischenprodukten recycelt werden können. Das danach in einem Heißpressprozess entstandene Erzeugnis dient als Grundmaterial für hochbelastbare Strukturbauteile. Zusätzlich wurden die mechanischen Eigenschaften der Halbzeuge durch die Kombination mit endlosfaserverstärkten Tapes verbessert. Das Recyclingprodukt soll, so die Erwartung der Forschenden, glasfaserverstärkten Kunststoffen, Konkurrenz machen, z.B. bei Anwendungen im Schienen- und Fahrzeugbau. Die Ergebnisse fließen nun in weiterführende Forschung und Entwicklung im Kooperationsnetzwerk Ressourcetex ein, einem geförderten Verbund von 18 Partnern aus Industrie und Wissenschaft.

Erfolgreiche Umsetzung in der Autoindustrie
Industriereife Lösungen für die Verwertung von Carbonfaser-Produktionsabfällen werden im Thüringischen Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) entwickelt. Mehrere dieser Entwicklungen wurden mit Partnern beim Unternehmen SGL Composites in Wackersdorf industriell umgesetzt. Die Aufbereitung der so genannten trockenen Abfälle, hauptsächlich aus Verschnittresten, erfolgt nach einem eigenen Verfahren. „Dabei führen wir die geöffneten Fasern verschiedenen Prozessen zur Vliesherstellung zu“, sagt die zuständige Abteilungsleiterin im TITK, Dr. Renate Lützkendorf. Neben den Entwicklungen für den Einsatz z.B. im BMW i3 in Dach oder Hintersitzschale wurden im TITK spezielle Vliesstoffe und Verfahren für die Herstellung von Sheet Molding Compounds (SMC) etabliert, das sind duroplastische Werkstoffe, die aus Reaktionsharzen und Verstärkungsfasern bestehen und zum Pressen von Faser-Kunststoff-Verbunden verwendet werden. Eingang fand dies z.B. in einem Bauteil für die C-Säule des 7er BMW. „In seinen Projekten setzt das TITK vor allem auf die Entwicklung leistungsfähigerer Prozesse und kombinierter Verfahren, um den Carbonfaser-Recyclingmaterialien auch von den Kosten her bessere Chancen in Leichtbauanwendungen einzuräumen“, betont Lützkendorf. So liege der Fokus gegenwärtig auf dem Einsatz von CF-Recyclingfasern in thermoplastischen Prozessen zur Platten- und Profilextrusion. „Ziel ist es, die Kombination von Kurz- und Endlosfaserverstärkung in einem einzigen, leistungsfähigen Prozess-Schritt zu realisieren.“

Die Maskenpflicht hilft während der Corona-Pandemie, die Ausbreitung der Viren einzudämmen. Viele Schutzfunktionen von Atemschutzmasken sind materialseitig vorgegeben und werden bereits am Ausgangsmaterial oder an den Materialverbunden ermittelt. Ist dies erfolgt, besteht für die nachfolgende Stufe der Konfektion einer Maske die berechtigte Möglichkeit einer auch am Endprodukt vorhandenen Schutzfunktion. Diese muss jedoch unabdingbar am gesamten Schutzsystem (z. B. der Atemschutzmaske) nachgewiesen, d. h. geprüft und nachfolgend zertifiziert sein. Daher müssen für Forschung und Entwicklung von Spinnvlies- oder Meltblown-Vliesstoffen bzw. deren Verbünde Möglichkeiten geschaffen werden, die eine über alle Prozessstufen vom Material bis zum Endprodukt reichende Bewertung der Schutzfunktion verlässlich erlauben.

Das Sächsische Textilforschungsinstitut e. V. (STFI) verfügt über verschiedene Prüfmethoden und -geräte zur Materialklassifizierung hinsichtlich Staubpartikel-Filtrationsleistung (Druckdifferenz, Abscheidegrad fester Partikel, Porengrößenanalyse) sowie ausgewählte Anzug- und Flächenprüfungen zum Chemikalienschutz. Technik für eine anforderungsgerechte Prüfung der für Atemschutz erforderlichen Einsatzmaterialien ist gegenwärtig aber weder in Sachsen noch im Institut verfügbar.

„Das ist ein Zustand, der sich in Zukunft ändern muss.“ so Andreas Berthel, Geschäftsführender Kaufmännischer Direktor des STFI. „Daher haben wir beim Sächsischen Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr (SMWA) den Antrag zum Aufbau eines Forschungs- Entwicklungs- sowie Beratungszentrums für Schutzausrüstung gegen Infektionserreger gestellt.“

Im Mittelpunkt steht dabei der Aufbau eines Prüfstandes für Atemschutzmasken und sonstiger medizinischer Schutzausrüstung. Damit wird auch dem Wunsch des Bundes entsprochen, dass die Bundesländer Möglichkeiten zur Überprüfung von Atemschutzmasken, auch über jetzige Krisensituationen hinaus, schaffen.

Zur Jahresmitgliederversammlung des Verbandes der Nord- Ostdeutschen Textil- und Bekleidungsindustrie e. V. (vti) am 24.09.2020 wurde der Grundstein für das Projekt gelegt. Martin Dulig, sächsischer Staatsminister für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr überreichte Andreas Berthel einen Förderbescheid vom SMWA. Mit Mitteln der Landestechnologieförderung und mit einem GRW-Investitionszuschuss wird das Vorhaben des Sächsischen Textilforschungsinstitutes unterstützt, um die dringend benötigten Prüfkapazitäten zur Zertifizierung von FFP-Masken zur Bewältigung der Corona-Pandemie zu schaffen.

•  im Interesse der Innovationsförderung

Berlin - Die von der Koalition vorgelegten Pläne für ein großes Konjunkturprogramm betonen den Stellenwert von Forschung und Entwicklung für den benötigten Aufschwung. Die bislang im Konjunkturpaket erkennbare Stärkung der projektbezogenen Forschung ist jedoch noch nicht bedarfsgerecht.

Die Koalition hat den Fokus richtigerweise auf Zukunftsinvestitionen gelegt, für die Innovationen aus Deutschland benötigt werden. Wettbewerbsfähige Innovationen entstehen in deutschen Unternehmen häufig mit Hilfe bewährter Projektförderung des Bundes. Doch ausgerechnet die technologieoffene Projektförderung ist in den bisherigen Plänen der Koalition nur unzureichend berücksichtigt. Es ist erwiesen, dass die Projektförderung eine starke Hebelwirkung für Wettbewerbsfähigkeit und Innovationen aus Deutschland hat. AiF und Zuse-Gemeinschaft fordern daher mit Nachdruck, bewährte Programme wie die Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF), das Programm INNO-KOM und das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) aufzustocken. Die im Koalitionspapier zwar erwähnte, aber thematisch eng begrenzte Aufstockung projektbezogener Forschung müsse auf breitere Füße gestellt werden, mahnen die beiden Organisationen. „Gerade die Stärkung der themenoffenen Projektförderung zugunsten des Mittelstands hat ihre unmittelbare und nachhaltige Wirkung auf das ‚Wieder-Hochlaufen‘ der Wirtschaft schon bei früheren Konjunkturpaketen unter Beweis gestellt“, ist AiF-Präsident Professor Sebastian Bauer überzeugt.

Innovationsimpulse stärken

Während für die großen außeruniversitären Forschungsorganisationen laut den Koalitionsplänen an eine „Ersatzfinanzierung“ für Erfolg versprechende Projekte gedacht ist, fehlt es für die mittelständisch geprägten außeruniversitären Forschungseinrichtungen komplett an einer solchen Unterstützung, kritisieren AiF und Zuse-Gemeinschaft. „Die Koalition muss hier dringend nachbessern, um den Fortbestand bewährter, effizienter Forschung zu sichern, die Deutschland für den Aufschwung von morgen nach vorne bringt“, fordert der Präsident der Zuse-Gemeinschaft, Professor Martin Bastian.

Das heute vom Bundestag verabschiedete Paket zur Eindämmung wirtschaftlicher Folgen der Corona-Pandemie enthält im Gesamtumfang beispiellose Hilfen für Unternehmen und Bürger. Die industrienahen Institute der Zuse-Gemeinschaft können an den Maßnahmen allerdings nur ansatzweise teilhaben. Als gemeinnützige Einrichtungen mit eigenem Finanzierungsmodell benötigen sie zielgenaue staatliche Unterstützung.
Vorschläge dafür hat die Zuse-Gemeinschaft in einem aktuellen Maßnahmenkatalog vorgelegt.

Zur Abfederung finanzieller Härten und zur Vermeidung von Verwerfungen im deutschen Forschungsgeschehen hat die Zuse-Gemeinschaft ein Modell für eine einmalige Fehlbedarfsfinanzierung zugunsten der gemeinnützigen Forschungseinrichtungen vorgelegt. Diese Finanzierung soll einen einmaligen Ausgleich für etwaig entstehende Verluste schaffen. Die Institute der Zuse-Gemeinschaft finanzieren sich neben öffentlich geförderten Forschungsprojekten zu einem erheblichen Anteil eigenständig über Einnahmen am Markt wie Technologietransfer durch Auftragsforschung oder Wissenstransfer durch Fort- und Weiterbildungen. Allerdings ist es wegen der Corona-Krise u.a. bei Schulungen für Fachkräfte und Forschende zu Einbußen gekommen. Und auch in anderen Bereichen drohen Einschnitte.

Weitgehend kostenneutral für den Bund wären die im Maßnahmenkatalog vorgeschlagenen Soforthilfen zur Absicherung des Forschungsbetriebs. Den Forschungseinrichtungen wird laut dem Vorschlag  mehr Flexibilität beim Mittelabruf eingeräumt, wodurch in den absoluten Krisenmonaten die Liquidität gestützt werden kann.

Die Zuse-Gemeinschaft erhält weiteren Zuwachs. Als 74. Mitglied hat der Verbund gemeinnütziger Industrieforschungseinrichtungen die Gesellschaft für Angewandte Mikro- und Optoelektronik mbH (AMO) aus Aachen aufgenommen. AMO befasst sich mit Forschung und Entwicklung zu neuen Technologien wie Nano- und Optoelektronik. Bei der gestrigen Festveranstaltung in Aachen zeigten sich die Beteiligten hoch erfreut über die Entwicklung.

Mit AMO wächst die Zuse-Gemeinschaft in einem für aktuelle Forschungstrends wichtigen Technologiefeld. „Wir bieten nachhaltige Lösungen für die Herausforderungen der digitalisierten Welt und verstehen uns als Partner von Innovatoren, die mit uns neue und auch unkonventionelle Wege gehen wollen“, erklärte AMO-Geschäftsführer Prof. Dr. Max Christian Lemme bei der Veranstaltung am Institutssitz zur Übergabe der Mitgliedsurkunde in Aachen. Co-Geschäftsführer Dr. Michael Hornung ergänzte: „Wir wirken als Pfadfinder für künftige technologische Lösungsansätze und bringen unsere Expertise in gemeinschaftlichen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ein. Aufbauend auf der langjährigen Erfahrung u.a. in den Bereichen Halbleitertechnologie, Siliziumphotonik und Graphen-Elektronik identifiziert AMO Themen aus der Grundlagenforschung, welche Lösungen für gesellschaftliche Herausforderungen versprechen und für eine industrielle Verwertung geeignet erscheinen und demonstriert die konkrete Umsetzung.

Dr. Friedrich-Wilhelm Bolle aus dem Präsidium der Zuse-Gemeinschaft erklärte bei der Übergabe der Mitgliedsurkunde: „Mit AMO knüpfen wir unser starkes Netzwerk am Standort Aachen und in Nordrhein-Westfalen noch enger. Überregional bringt AMO anwendungsnahes wissenschaftliches Knowhow in den Verbund ein. Mit AMO gewinnen wir einen weiteren starken Mitstreiter für unsere politischen Forderungen wie Fairness in der Forschungsförderung und mehr Unterstützung der gemeinnützigen, unabhängigen Forschungsinstitute.“

Zur weltweit führenden Kunststoffmesse K 2019 in Düsseldorf zeigt die TITK-Gruppe noch bis 23. Oktober 2019 einen neuen Demonstrator. Das Gerät wurde gemeinsam mit dem Institut für Luft- und Kältetechnik (ILK) aus Dresden entwickelt, um die hervorragenden Eigenschaften von Wärmespeichermaterialien auf Basis von PCM (Phase Change Material) sichtbar zu machen.

Die thermoplastische Verarbeitbarkeit des PCM-Compounds ermöglicht die Herstellung von Halbzeugen in Form von Platten, Folien, Spritzgusskörpern sowie Verbundmaterialien. Mit diesen Eigenschaften sowie in Kombination mit weiteren Zuschlagstoffen (z.B. Graphit zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit) kann das Thermomanagement für eine Vielzahl von technischen Anwendungen wie z.B. in der Elektrotechnik, in der Energietechnik, im Lebensmittel- und Pharmazietransport gesteuert werden.

In Deutschland wird wieder mehr gebaut. Die heute entstehenden und zu sanierenden Häuser sollen nicht nur bezahlbar, sondern auch klimafreundlich und fit für die digitale Zukunft sein. Das Smart Home sollte diese Ansprüche vereinen. In der anwendungsnahen Forschung der Zuse-Gemeinschaft lassen sich die verschiedenen Ansprüche schon gemeinsam umsetzen – mit Erfolg und reif für den Einsatz in der Praxis.

Die Hitzewelle der vergangenen Wochen hat uns gezeigt: Ein intelligentes Kälte- und Wärmemanagement wird zu Hause, im Büro oder in Gewerbege-bäuden immer wichtiger. Was sich an Energieeinsparung und Komfortzuwäch-sen gewinnen lässt, wenn man Künstliche Intelligenz mit klassischer Beschat-tungstechnik kombiniert, zeigt ein vom Bundesforschungsministerium geför-dertes Projekt an den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung (DITF). Dabei werden Algorithmen, die sich am typischen Nutzerverhalten orientieren, mit dem tatsächlichen Wohn- und Arbeitsleben ebenso abgegli-chen wie mit Wetterdaten. Als außen liegenden Sonnenschutz kommen Textilscreens zum Einsatz, ein fein strukturiertes Gewebe, das Aufheizen verhindert und den Blick nach draußen erlaubt. „Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen: Um deutliche Energieeinsparungen zu erzielen, brauchen wir Sonnenschutz und Regelungstechnik nicht neu erfinden. Vielmehr liegt die Kunst darin, das Verhalten des Einzelnen und dessen Wünsche an Licht und Temperatur mit dem Optimum in Sachen Energieverbrauch zu kombinieren“, erläutert DITF-Bereichsleiter Christoph Riethmüller.

Im Projekt futureTEX forschen Industrieunternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Verbände in einem interdisziplinären Kompetenznetzwerk, um die traditionsreiche Textilbranche in Deutschland fit für die Zukunft zu machen. Bis 2021 arbeiten die rund 300 Akteure an der Entwicklung wesentlicher Bausteine eines Zukunftsmodells.

In den vergangenen Monaten wurden dazu mehrere Forschungsvorhaben abgeschlossen. Unter anderem entwickelten die Partner in den Vorhabenkonsortien Leichtbauteile aus Hanfbastrinde oder photovoltaisch wirksame Schichten auf Technischen Textilien.

Parallel dazu starteten drei weitere Umsetzungsvorhaben, die unterschiedliche Aspekte des textilen Spektrums abdecken. Im F&E-Vorhaben digiTEX-PRO arbeiten die Partner an einer digitalen, textilen Prozesskette zur nasschemischen Funktionalisierung von textilen Flächengebilden. Das Ziel ist eine digital ansteuerbare flexible Ausrüstungstechnologie auf Basis von digitalen Verfahren aus der Druck- und Beschichtungsindustrie für die effiziente vollflächige und geometriegesteuerte Ausrüstung von textilen Flächen.

Beim Vorhaben iTEXFer steht die Entwicklung von vernetzten Fertigungssystemen und Wertschöpfungsstufen im Rahmen des Fabriklebenszyklus im Fokus. Als Ergebnis soll ein textilspezifischer, erweiterbarer Industrie 4.0-Baukasten entstehen, der neben Software und Methoden auch mechanisch-elektronischen Komponenten enthält. Damit sollen zukünftig Entwicklungszeit, Produktionsdurchlaufzeit, Ausfallzeit und die Ressourcennutzung optimiert werden.

Das Vorhabenkonsortium von T-EXoSuit plant die Entwicklung eines textilbasierten Exoskeletts mit individuell einstellbarem graduellen Bewegungswiderstand und User Interface zur präventiven und rehabilitativen Unterstützung des Bewegungsapparats. Mit der Orthese sollen Fehlhaltungen und Überlastungen durch ein individuelles angepasstes textiles Exoskelett reduziert werden. Gleichzeitig können mittels der integrierten Sensorik relevante Bewegungsdaten erfasst und analysiert werden.

Neu ist ebenfalls das futureTEX-Vorhaben „Von der Forschung in die Praxis - futureTEX Inkubator für technische Textilien und disruptive Produkte“. Das Vorhaben wird im Mai starten und als wichtiger Impulsgeber für den Transfer ausgewählter Vorhabenergebnisse in die Wirtschaft fungieren. Bis 2021 sollen nachhaltige Strukturen entwickelt werden, die futureTEX-Inhalte ganz gezielt zur Marktreife bringen. Gleichzeitig soll damit eine Innovationsplattform für die gesamte Branche etabliert werden, die ausdrücklich KMU einbindet sowie Lern- und Anwendungsmodule aufzeigt.

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/