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Textilausrüstung Schadstofffreie Alternative zu Fluorcarbon

| Redakteur: Beate Christmann

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt machen sich Fraunhofer-Forscher und Wissenschaftler der Hohenstein-Institute auf die Suche nach einer neuartigen Veredelungsmethode für Textilien. Ziel ist es, eine natürliche, proteinbasierte, wasser- und schmutzabweisende Textilausrüstung zu entwickeln.

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Test erfolgreich: Wasser perlt von einem wasserabweisendem Textil ab.
Test erfolgreich: Wasser perlt von einem wasserabweisendem Textil ab.
(Bild: Hohenstein-Institute)

Textilien werden im Alltag starken Belastungen ausgesetzt: Der Autositz, dessen Stoffbezug sich trotz Schmutz und Nässe über Jahre hinweg nicht in seine einzelnen Bestandteile auflösen soll; die Regenjacke, an der Wassertropfen stundenlang einfach abperlen oder aber auch OP-Textilien, die eine dauerhafte Barrierewirkung gegen Flüssigkeiten und Mikroorganismen bieten sollen. Derzeit werden diese Eigenschaften hauptsächlich durch chemische Fluorcarbonverbindungen erzielt – und diese werden als langlebige organische Schadstoffe eingestuft.

Die Hohenstein-Institute in Bönnigheim und das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart (mit seinem Institutsteil Bio-Cat in Straubing) wollen deswegen in einem gemeinsamen Forschungsprojekt eine neuartige wasser- und schmutzabweisende Textilausrüstung entwickeln. Sie soll auf Grundlage natürlicher Proteine beruhen und damit künftig als Alternative zur giftigen und umstrittenen Hydrophobierung mittels per- und polyfluorierten Chemikalien dienen.

Interdisziplinär: Biotechnologie und Textilwissenschaft

Ziel des Gemeinschaftsprojekts (IGF-Nr. 18884 N) ist eine ökonomisch und nachhaltig stabile Funktionalisierung von Textilien als Ersatz für die aktuell nach wie vor noch vielfach verwendeten Fluorcarbonausrüstungen. Durch die gezielte Verknüpfung des Fachgebiets Biotechnologie mit der Textilwissenschaft versprechen sich die Wissenschaftler eine erfolgreiche Umsetzung des Projektziels.

Der im Forschungsvorhaben angestrebte Ansatz soll alleine mithilfe von wasserabweisenden (hydrophoben) Proteinen, sogenannten Hydrophobinen, verwirklicht werden. Diese Proteine kommen natürlicherweise in den Zellwänden von Pilzen vor, wo sie eine wasserabweisende Funktion haben. Im Laufe des Projekts möchten die Forscher die Pilzproteine biotechnologisch herstellen und anschließend auf Textilien aufbringen. Das Prinzip beruht darauf, die hydrophoben Proteine mit einem Anker zu versehen, der sich als Bindeglied selektiv und stabil an Zellulosefasern binden kann. Anker dieser Art sind ebenfalls in der Natur verfügbar, zum Beispiel bei Zellulose-abbauenden Enzymen (sogenannte Zellulasen), die vielen Pilzen und Bakterien dabei helfen Biomasse abzubauen, um an Nährstoffe zu gelangen.

In einer Machbarkeitsstudie wurde das Prinzip der Anker-Protein-Ausrüstung bereits umgesetzt. Es gelang bisher, ein grün-fluoreszierendes Markerprotein über einen Celluloseanker stabil an verschiedene Textilien zu binden.

Proteinbasierte Textilausrüstung gesundheitlich unbedenklich

Fluorcarbonverbindungen werden unter Umständen von Mensch und Tier über Nahrung und Trinkwasser aufgenommen und reichern sich in deren Organen an. Aufgrund der Gefahren für Mensch und Umwelt wächst der Druck durch Medien und Verbraucher für alternative Textilausrüstungen mit den gewünschten Eigenschaften. Daher ist die Umstellung von Fluorcarbonausrüstungen auf alternative Substanzen und Verfahren eine bedeutende Herausforderung für die Textilindustrie. Die proteinbasierte Textilausrüstung stellt vor diesem Hintergrund ein alternatives Hydrophobierungsverfahren dar, das zugleich kosteneffizient, nachhaltig und gesundheitlich unbedenklich ist.

Das Gemeinschaftsprojekt wird von einem projektbegleitenden Ausschuss unterstützt, der sich aus verschiedenen industriellen Vertretern der Textil- und Biotechnologiebranche zusammensetzt. Die industrielle Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit der neu entwickelten Veredlungsmethode wird somit von Anfang an berücksichtigt.

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