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Biowerkstoff Panzer von Krabbe, Käfer & Co als nachwachsende Rohstoffquelle

| Redakteur: Peter Königsreuther

Chitin ist ein zäh-robuster Naturstoff, der Kerbtieren ihr stabiles Exoskelett verleiht. Forscher können daraus jetzt ein Biopolymer und letztlich Textilien machen. Das steckt dahinter...

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Fasern und Textilien aus einem Cellulose-Chitin-Mix können laut Forschern der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) die Medizintechnik mit Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen bedienen – zum Beispiel als hervorragendes Bioverbandmaterial. Denn Chitin, bekannt als Panzermaterial von Krebstieren, Insekten und anderen Gliederfüßlern, kann jetzt durch ein effizientes DITF-Verfahren besser dafür genutzt werden, heißt es.
Fasern und Textilien aus einem Cellulose-Chitin-Mix können laut Forschern der Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) die Medizintechnik mit Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen bedienen – zum Beispiel als hervorragendes Bioverbandmaterial. Denn Chitin, bekannt als Panzermaterial von Krebstieren, Insekten und anderen Gliederfüßlern, kann jetzt durch ein effizientes DITF-Verfahren besser dafür genutzt werden, heißt es.
(Bild: DITF Denkendorf )

Chitin gibt vielen Insekten und Krebstiere ihre äußere Form und schützt dabei gleichzeitig ihre Weichteile. Ihr hartes Äußeres besteht nämlich zu großen Teilen aus diesem Vielfachzucker, der ihre Panzer und Flügel biegsam macht, zum Beispiel beim Maikäfer, erklären die Wissenschaftler der DITF, den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung. Obwohl Chitin in der Natur reichlich und damit günstig zu haben sei, habe es in der Textilindustrie bisher keine Rolle gespielt. Denkendorfer Wissenschaftler wollen das ändern, denn sie haben ein neuartiges Verfahren erarbeitet mit dem sich Chitin als Biopolymer hervorragend mit der ebenfalls natürlich vorkommenden Cellulose verbinden lässt, wie es heißt.

Treffen sich zwei Naturwerkstoffe...

Das Chitin gewinnen sie dabei aus Krabbenschalen – von denen es anders als an Maikäfern mehr als genug gebe. „Von den Schalen entfernen wir dann noch die Proteine und Kalkbestandteile bevor wir daraus Fasern herstellen“, erläutert die daran beteiligte Wissenschaftlerin Dr. Antje Ota, die am Kompetenzzentrum der DITF forscht und maßgeblich am Projekt mitwirkt.

Der Weg zur neuen Faser führt laut Aussage der Forscherin danach über ionische Flüssigkeiten, die das schwer lösliche Chitin umweltfreundlich für die Verbindung mit Cellulose vorbereiten. „Unser Lösungsmittel aus ionischen Flüssigkeiten haben wir so gewählt, dass es für die Verarbeitung von Cellulose und Chitin gleichermaßen geeignet ist. Erstmals ist es so möglich, diese Rohstoffe in einem gemeinsamen Prozessschritt zu Fasern zu verarbeiten“, betont Ota.

Hohe Luftdurchlässigkeit beschleunigt Wundheilung

Ionische Flüssigkeiten (abgekürzt ILs) sind Salze, die schon bei Temperaturen unter 100 °C flüssig sind und dabei viele Polymertypen in sich lösen können, was eben auch mit den langkettigen Polysacchariden des Chitins klappt, heißt es. Im DITF-Verfahren erreichte der Chitinanteil der biologisch abbaubaren Fasern maximal 50%, sagt Ota. Ein weiteres Plus sei, dass im Vergleich zu reinen Cellulosefasern, mit einem um 20 bis 60% erhöhtem Wasserrückhalte-Vermögen gerechnet werden dürfe. „Wir versprechen uns von der völlig neuartigen Cellulose-Chitin-Mischfaser großes wirtschaftliches Potenzial, wie etwa den Heilungsprozess beschleunigende Wundauflagen in der Medizin“, sagt Ota. Dafür soll nicht zuletzt die hohe Luftdurchlässigkeit des neuen Vliesstoffes sorgen.

Obwohl Chitin, ein Vielfachzucker, in der Natur reichlich und günstig vorhanden sei, spiele das Material als nachwachsender Rohstoff für die Textilindustrie bisher keine Rolle. Das soll sich nun ändern, versprechen die Forscher der DITF. Mit zwei der weltweit am häufigsten vorkommenden Biopolymere Chitin und Cellulose soll das klappen.
Obwohl Chitin, ein Vielfachzucker, in der Natur reichlich und günstig vorhanden sei, spiele das Material als nachwachsender Rohstoff für die Textilindustrie bisher keine Rolle. Das soll sich nun ändern, versprechen die Forscher der DITF. Mit zwei der weltweit am häufigsten vorkommenden Biopolymere Chitin und Cellulose soll das klappen.
(Bild: DITF Denkendorf )

Die zweithäufigsten Biopolymere in Symbiose

Von den neuen Produktionsverfahren profitiere aber auch die Umwelt, denn die umweltfreundliche Herstellung der Fasern gelinge gänzlich ohne Zusatzstoffe, und das Lösemittel werde dabei fast vollständig zurückgewonnen. Nicht nur für den Rohstoff selbst, sondern auch bei dessen Verarbeitung orientieren sich die DITF-Forscher damit nicht zuletzt an den Vorgaben einer möglichst lückenlosen Kreislaufwirtschaft, heißt es weiter.

Nach Cellulose, merken die Forscher an, ist Chitin weltweit das zweithäufigste Biopolymer. Anders als bei Biokunststoffen aus Ackerpflanzen, stellten sich damit Fragen der Rohstoffkonkurrenz vorerst nicht – es sei denn auch andere Branchen kommen demnächst auf den Geschmack, Krabbenschalen zu verarbeiten, für den die DITF mit medizinischen Anwendungen einen sehr hochwertigen möglichen Nutzungsweg gefunden haben.

Gefördert wurde die Chitin-Forschung der DITF vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg.

Als Teil der Zuse-Gemeinschaft wird auch an den DITF praxisnah geforscht, heißt es. Das Cellulose-Chitin-Projekt ist deshalb auch ein gutes Beispiel für anwendungsorientierte Forschung, die den Wirtschaftsstandort Deutschland stützt.

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