Forschungsnachwuchs erhält Auszeichnung für Plastikalternative
Am 19. Februar vergaben das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und die Fraunhofer-Gesellschaft den Hugo-Geiger-Preis für die besten Doktorarbeiten in der angewandten Forschung, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut entstanden.
Am 26. März 1949 fand unter der Schirmherrschaft des Staatssekretärs Hugo Geiger im Bayerischen Wirtschaftsministerium die Gründungsversammlung der Fraunhofer-Gesellschaft statt. Aus Anlass ihres 50-jährigen Bestehens rief das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie den »Hugo-Geiger-Preis für wissenschaftlichen Nachwuchs« ins Leben. Der Preis wird jährlich an drei junge Forschende vergeben und würdigt hervorragende, anwendungsorientierte Promotionsarbeiten, die in enger Kooperation mit einem Fraunhofer-Institut angefertigt wurden. Die Einzelpreise sind mit 5000, 3000 und 2000 Euro dotiert. Die Einreichungen bewertet eine Jury mit Vertretern aus Forschung und Entwicklung sowie der Wirtschaft. Kriterien der Beurteilung sind wissenschaftliche Qualität, wirtschaftliche Relevanz, Neuartigkeit und Interdisziplinarität der Ansätze
Erster Platz für thermisch verformbare Plastikalternative aus Cellulose
414 Millionen Tonnen Plastik wurden 2023 weltweit produziert – über 90 Prozent davon aus fossilen Rohstoffen. Kunststoff ist praktisch, flexibel verformbar und universell einsetzbar. Aber eben auch umweltschädlich, nicht abbaubar und abhängig vom endlichen Erdölnachschub. Dennoch machen biobasierte Kunststoffe aus Pflanzen wie Mais oder Holz bislang lediglich 0,7 Prozent der gesamten Plastikproduktion aus. Denn sie sind in ihren Eigenschaften längst nicht so flexibel. Bisherige chemische Ansätze, sie ähnlich verformbar zu machen, gehen mit dem Verlust der natürlichen Struktur der Cellulose und damit ihrer Eigenschaften wie der biologischen Abbaubarkeit einher. Zudem sind chemische Verfahren oft aufwändig und mit hohen Kosten verbunden.
Einen physikalischen Ansatz, um aus Pflanzen-Cellulose thermoplastisch verarbeitbaren Kunststoff zu gewinnen, hat Dr. Kerstin Müller vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in ihrer Doktorarbeit gefunden. Sie nutzt kompatible Polymilchsäuremoleküle als Abstandshalter, um zwischen den engen langkettigen Cellulose-Molekülen aus Holz, Baumwolle oder anderen Pflanzen mehr Platz und Flexibilität zu schaffen. Dafür löst sie die Cellulose in einer ionischen Flüssigkeit, einem speziellen Lösemittel, und verbindet die Moleküle mit denen der Polymilchsäure. Das Resultat ist ein neuartiges und bioabbaubares Material, das auch thermisch verformt werden kann.
In ihrer Arbeit hat die Forscherin jedoch nicht nur die Thermoplastizität von Cellulose im Labormaßstab optimiert, sondern das Material auch in einen industriellen Prozess überführt. In einem herkömmlichen Extruder lässt sich die entwickelte Mischung im großen Maßstab herstellen und steht als Granulat für eine weitere Verarbeitung bereit. So kann das Material vielseitig verwendet werden, etwa im Agrarbereich für ökologisch abbaubare Baumwuchshüllen, Töpfe oder Clips für Pflanzen. Auch Möbel und andere Formteile sind für die Innenanwendung denkbar. Für ihre wegweisende, praxisnahe Doktorarbeit wird Dr. Kerstin Müller mit dem 1. Platz des Hugo-Geiger-Preises geehrt.
Fraunhofer IGCV
