Agrarreststoffe k\u00f6nnen fossile Rohstoffe bei der Herstellung von Kunststoffprodukten ersetzen. Eine Schl\u00fcsselrolle k\u00f6nnte das Zwischenprodukt Nanocellulose spielen. Wie sich die Nanocellulose aus Agrarreststoffen gewinnen und effektiv nutzen l\u00e4sst, hat ein internationales Forscherteam unter Beteiligung des Fraunhofer WKI herausgefunden. Die Forschenden legen damit Grundlagen f\u00fcr die umfassende Entwicklung von biobasierten Industrieprodukten.<\/p>\n
Ziel des Projekts \u00bbValBio-3D\u00ab war es, Agrarreststoffe, die bisher beispielsweise verbrannt werden, in h\u00f6herwertige Anwendungen zu bringen und sie m\u00f6glichst effizient zu nutzen. Die Partner entwickelten Wege, aus Zuckerrohr-Bagasse und Kieferns\u00e4gemehl Nanocellulose herzustellen und sie f\u00fcr Bio-Kunststoffe oder Beschichtungen zu verwenden.<\/p>\n
Das Forscherteam aus Europa und S\u00fcdamerika betrachtete die gesamte Wertsch\u00f6pfungskette \u2013 von der Gewinnung der Rohstoffe, ihrer Verwendung, bis hin zu einer Lebenszyklusanalyse. Das \u00bbInstituto de Materiales de Misiones\u00ab in Argentinien entwickelte in Zusammenarbeit mit einer Bioraffinerie die Verfahren zum Aufschluss von Lignocellulosen und der Isolierung von Grundchemikalien. Der Schwerpunkt der \u00bbUniversidad de La Frontera\u00ab in Chile war die biotechnologische Herstellung von Biokunststoffen und Grundchemikalien. Unterdessen veredelte das \u00bbVTT Technical Research Center of Finland\u00ab die Cellulose zu Nanocellulose und optimierte diese f\u00fcr die Verwendung in verschiedenen Bioverbundwerkstoffen. Das \u00bbPaper and Fibre Research Institute AS\u00ab in Norwegen stellte Filamente auf Basis von Biopolymeren und Cellulose f\u00fcr den 3D-Druck her und entwickelte Verfahren f\u00fcr das Drucken mit Nanocellulosepasten f\u00fcr medizinische Anwendungen.
\nAbgerundet wurde das Projekt durch eine umfassende Lebenszyklusanalyse und \u00f6konomische Bewertung durch die \u00bbPontifical Catholic University\u00ab in Peru.<\/p>\n
Am Fraunhofer WKI forschten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, wie die in Finnland entwickelte Nanocellulose f\u00fcr die Produktion von Bio-Verbundwerkstoffen und Beschichtungen verwendet werden kann. \u00bbUnsere Idee war, dass die Nanocellulose direkt bei der Polymersynthese eingesetzt wird und dadurch eine st\u00e4rkere Bindung zwischen Polymermatrix und F\u00fcllstoff entsteht. Dies soll zu verbesserten Produkteigenschaften f\u00fchren\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Claudia Schirp, Projektleiterin am Fraunhofer WKI. Die Forschenden f\u00fchrten erfolgreich die In-situ-Polymerisation von Polyester und Nanocellulose durch. Das Material eignet sich grunds\u00e4tzlich f\u00fcr den 3D-Druck, weitere Forschung dazu ist notwendig.<\/p>\n
Erfolgreich waren die Forschenden au\u00dferdem mit Versuchen, die Nanocellulose bei der Synthese von Bindemitteln f\u00fcr Holzbeschichtungen einzusetzen. \u00bbGerade f\u00fcr die Beschichtung von Holz ergeben sich spannende und vielversprechende L\u00f6sungsans\u00e4tze, vor allem mit mikrofibrillierter Cellulose (MFC). Durch die Verwendung von Nanocellulose soll die Wasserdampfdurchl\u00e4ssigkeit verbessert und die Beschichtung atmungsaktiver werden. Die sich daraus ergebenden M\u00f6glichkeiten, wollen wir in einem neuen Projekt weiterverfolgen\u00ab. In einem Folgeprojekt soll eine Brandschutzbeschichtung f\u00fcr Holz mit einer speziell modifizierten Nanocellulose entwickelt werden. Besonderer Schwerpunkt der Forschung liegt auf der Dauerhaftigkeit der Brandschutzleistung.<\/p>\n
F\u00f6rdermittelgeber des von Februar 2017 bis Januar 2020 gef\u00f6rderten Projekts \u00bbValBio-3D\u00ab war das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung \u00fcber den Projekttr\u00e4ger Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt e.V. Die Kooperation ist aus dem EU gef\u00f6rderten ERANet-LAC Projekt entstanden, einem Netzwerk der Europ\u00e4ischen Union (EU) und der Gemeinschaft lateinamerikanischer und karibischer Staaten (CELAC) f\u00fcr gemeinsame Innovations- und Forschungsaktivit\u00e4ten.<\/p>\n
Zum Hintergrund
\nNachhaltigkeit durch Nutzung nachwachsender Rohstoffe steht seit \u00fcber 70 Jahren im Fokus des Fraunhofer WKI. Das Institut mit Standorten in Braunschweig, Hannover und Wolfsburg ist spezialisiert auf Verfahrenstechnik, Naturfaser-Verbundkunststoffe, Holz- und Emissionsschutz, Qualit\u00e4tssicherung von Holzprodukten, Werkstoff- und Produktpr\u00fcfungen, Recyclingverfahren sowie den Einsatz von organischen Baustoffen und Holz im Bau. Nahezu alle Verfahren und Werkstoffe, die aus der Forschungst\u00e4tigkeit hervorgehen, werden industriell genutzt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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