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Kohlenstofffasern, auch Carbonfasern genannt, gehören zu den Lieblingsmaterialien der Werkstoffforscher und Ingenieure. Der Grund: Das Material ist sehr leicht und zugleich äußerst stabil. Automobilindustrie, Windenergie-Branche sowie Raum-, Luft- und Schifffahrt nutzen das Verbundmaterial aus Kohlen- und Kunststoff daher bereits bevorzugt für Leichtbauanwendungen. Allerdings wird das vielseitige Material beziehungsweise die enthaltenen Kohlenstofffasern bisher noch überwiegend aus Erdöl oder Pech hergestellt. Das ist in der Herstellung nicht nur teuer, sondern verbraucht enorm viele Ressourcen und kann die steigende Nachfrage bald nicht mehr decken.

Kostengünstige, nachhaltige Carbonfasern aus Lignin

Ein Nachwuchswissenschaftler der Technischen Universität Dresden und des Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e. V. (IPF) , Muhannad Al Aiti, erforscht deshalb, wie Kohlenstofffasern aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden können. Den Ansatz, die Carbonfasern aus biologischen Abfallprodukten herzustellen, verfolgen Forscher schon lange. In den letzten 20 Jahren konzentrierte sich ihre Arbeit hierbei auf Lignin als Ausgangsmaterial. Al Aiti scheint nun ein Rezept gefunden zu haben, wie solch nachhaltige Fasern aus Lignin hergestellt werden können.

Lignin ist einer der Hauptbestandteile von Pflanzenzellen und sorgt vor allem bei holzigen Gewächsen wie Bäumen oder Sträuchern für ihre Stabilität. In der Papierindustrie zählt Lignin jedoch als Abfallprodukt und steht daher kostengünstig und in großen Mengen zur Verfügung. „Jedes Jahr fallen etwa fünfzig Millionen Tonnen Lignin in der Papierindustrie an, die bisher fast vollständig wieder verbrannt werden“, so Al Aiti.

Kriterienkatalog für günstige Herstellung

Bisher sei die Ligninaufbereitung relativ kompliziert und versperre durch hohe Aufbereitungskosten den Weg von ligninbasierten Carbonfasern auf den Markt, so Al Aiti weiter. Deshalb hat er jeden Schritt des Produktionsprozesses untersucht und einen umfangreichen Kriterienkatalog erstellt, an dem Wissenschaft und Wirtschaft jeweils ablesen können, wie erfolgsversprechend ihre Ansätze für ökologische Kohlenstofffasern sind. Einen Teil der Forschungsergebnisse hat Al Aiti zusammen mit einem interdisziplinären Team der TU Dresden und des IPF in der renommierten Fachzeitschrift „Progress in Materials Science“ bereits veröffentlicht.

Großes internationales Interesse

Die Publikation traf auf großes internationales Interesse und führte zu einer Anfrage nach einem gemeinsamen Forschungsprojekt auf EU-Ebene. Ab Mitte August wird Al Aiti zudem seine Experimente zur Herstellung der nachhaltigen Hightech-Faser an der Technischen Universität Tampere in Finnland durchführen, denn nur dort kann er ligninbasierte Kohlenstofffasern mit einem speziellen Spinnverfahren herstellen. Das Ziel: Lignin soll in einem industrialisierbaren Prozess so aufgearbeitet werden, dass daraus leistungsfähige, kostengünstige und massentaugliche ökologische Kohlenstofffasern entstehen.

jmr

If material researchers and engineers had a favourite material, carbon fibres are probably it. Why? Because they are light-weight but extremely sturdy. Motor and wind energy industry as well as space, aviation and naval industries are already using the composite material for their lightweight constructions and applications. However, thus far the versatile material is still petrol-based. This not only translates to an expensive manufacturing process, but also requires large amounts of resources and is simply not sustainable.

Cheap and sustainable carbon fibres made from lignin

Hence, Muhannad Al Aiti, a young researcher at the Technical University Dresden and the Leibniz Institute of Polymer Research Dresden (IPF), is investigating how carbon fibres could be manufactured from renewable resources. The idea to use biological waste products is not new, researchers have been investigating this approach for more than 60 years. And lignin had been at the top of possible bio-based materials for the last 20 years. Now, Al Aiti appears to have found a way to build sustainable carbon fibres from lignin.

Lignin is one of the main components of plant cells. Especially in woody (ligneous) plants, lignin provides stability. For the paper industry, however, lignin is a waste product and thus available for further processing cheap and in large quantities. “Every year, the paper industry accumulates about 50 million tons of lignin that are simply burnt,” says Al Aiti.  

New set of criteria for efficient production

Until now the purification of lignin has been relatively complicated and expensive, which has prevented previous lignin-based carbon fibres to enter the market. Therefore Al Aiti has looked at every step of the production process and provided a comprehensive list of criteria that tells researchers and industry partners whether their approach to a sustainable carbon fibre is financially sound. Part of his results are already published by Al Aiti and his colleagues, for instance in the renowned journal “Progress in Materials Science”.  

International collaborations ahead

The publication was met with great interest internationally and has led to a proposal for an EU-wide collaboration. Starting in mid-August, Al Aiti will be investigating the manufacturing process of the sustainable high-tech fibre at the Technical University Tampere in Finland. Only there he can produce the lignin-based carbon fibres in a  special spinning process. The goal: the process to isolate and purify lignin should be developed until industry-ready and able to produce stable, cheap and compatible bio-based carbon fibres.

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Marken- und Produktpiraterie ist ein weltweites Problem. Der wirtschaftliche Schaden ist immens: 2016 verzeichneten allein deutsche Unternehmen Verluste von rund 53 Mrd. Euro, wie eine Studie der Unternehmensberatung Ernst & Young (EY) belegt. Besonders heikel ist der Einsatz solcher Plagiate in der Medizin. Welche gesundheitlichen Folgen damit verbunden sein können, zeigte der Skandal um minderwertige Brustimplantate im Jahr 2010. Der französische Hersteller Poly Implant Prothèse(PIP) hatte damals billiges Industrie-Silikon verwendet, um die Produktionskosten zu senken. Durch undichte oder geplatzte Gelkissen wurde weltweit, auch in Deutschland, unzählige Frauen geschädigt. Die gerichtliche Aufarbeitung des Skandals dauert bis heute an, auch, weil im Nachhinein solche Fälschungen nur schwer nachweisbar sind. 

Tomaten-DNA in Silikonmatrix eingebettet

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm haben nun ein Verfahren entwickelt, das derartigen Betrügereien verhindern kann. Ein Team um Joachim Storsberg nutzte Erbinformations-Schnipsel, um Brustimplantate permanent zu markieren und so fälschungssicher zu kennzeichnen. Als Marker dienten Erbgutsequenzen der Tomate. „Wir haben aus Tomatenblättern genomische DNA (gDNA) isoliert und in die Silikonmatrix eingebettet. Dabei haben wir zum Herstellen von Brustimplantaten zugelassene Siloxane, Bausteine für Silikonprodukte, verwendet“, erläutert Storsberg.

DNA-Sequenzen werden nicht abgebaut

In zahlreichen Experimenten hatte sich die Tomaten-DNA als ideales Markierungsmaterial erwiesen. Um die Temperaturbeständigkeit zu demonstrieren, wurde das mit der verkapselten gDNA versetzte Silikon fünf Stunden bei 150 Grad vulkanisiert und anschließend die DNA-Sequenz mittels PCR-Technik vervielfältigt. Mithilfe der Gelelektrophorese werden die vorhandenen DNA-Abschnitte dann sichtbar gemacht. Wie die Forscher berichten, blieb die DNA während des gesamten Prozederes stabil und wurde nicht abgebaut. 

Betrug mittels PCR-Test nachweisbar 

Storsberg zufolge könnten Silikon-Hersteller die verkapselte Tomaten-DNA-Sequenz bereits bei der Produktion des Gels einschleusen. „Die eingesetzte DNA sowie deren Konzentration sind nur ihm bekannt. Erst dann werden die Komponenten an den Produzenten des eigentlichen Implantats verkauft. Streckt dieser nun die Komponenten nachträglich mit minderwertigen Materialien oder verwendet er eine niedrigere Konzentration, so lässt sich dies per PCR nachweisen. Das funktioniert im Prinzip wie ein Vaterschaftstest“, führt Storsberg aus. 

Mittels Tomaten-DNA wären Betrügereien wie bei der Herstellung von Brustimplantaten leichter nachweisbar. Darüber hinaus ist die  Methode „quasi kostenlos“, wie die Forscher berichten, und zur Kennzeichnung vieler anderer polymerbasierer Implantate wie Linsenimplantate geeignet. 

Künstliche DNA wird bereits seit mehreren Jahren von der Polizei und Unternehmen wie der Deutschen Bahn zur Markierung von Wertgegenständen oder Metallen genutzt, um Fälle von Diebstahl aufzuklären und Diebesgut zu identifizieren.

bb

Brand and product piracy is a worldwide problem. The economic damage is immense: in 2016, German companies alone recorded losses of around 53 billion euros, as a study by management consultants Ernst & Young (EY) shows. The use of such fraud in medicine is particularly problematic. The scandal surrounding inferior breast implants in 2010 showed what health consequences this could have. The French manufacturer Poly Implant Prothèse (PIP) had used cheap industrial silicone to reduce production costs. Numerous women worldwide, including in Germany, were damaged by leaking or burst gel cushions. The legal investigation of the scandal continues to this day, also because such forgeries are difficult to detect afterwards.

Tomato DNA embedded in silicone matrix

Researchers at the Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP in Potsdam-Golm have now developed a method that can prevent such fraud. A team led by Joachim Storsberg used genetic information snippets to permanently mark breast implants and thus make them forgery-proof. Genetic sequences of the tomato served as markers. "We isolated genomic DNA (gDNA) from tomato leaves and embedded it in the silicone matrix. We have used approved siloxanes, building blocks for silicone products, to manufacture breast implants," explains Storsberg.

DNA sequences are not degraded

Numerous experiments had shown that tomato DNA was the ideal marking material. In order to demonstrate the temperature resistance, the silicone mixed with the encapsulated gDNA was vulcanised for five hours at 150°C. The DNA sequence was then amplified using PCR technology. Gel electrophoresis is then used to visualise the DNA sections present. The researchers reported that the DNA remained stable during the entire procedure and was not degraded.

Fraud detectable by PCR test

According to Storsberg, silicone manufacturers could already introduce the encapsulated tomato DNA sequence during the production of the gel. "He is the only one who knows the DNA used and its concentration. Only then are the components sold to the manufacturer of the actual implant. If the implant manufacturer subsequently extends the components with inferior materials or uses a lower concentration, this can be detected by PCR. In principle, this works like a paternity test," explains Storsberg.

Tomato DNA would make it easier to detect fraud, such as in the production of breast implants. In addition, the method is "virtually free of charge" as the researchers report and is suitable for labelling many other polymer-based implants, such as lens implants.

Artificial DNA has been used for several years by the police and companies such as Deutsche Bahn to mark valuables or metals in order to clear up cases of theft and identify stolen goods.

Die langanhaltende Hitze und Trockenheit macht Landwirten und Hobbygärtnern in diesem Jahr gleichermaßen zu schaffen. Die Böden sind staubtrocken, vielerorts sind Wiesen und Felder verbrannt. Bäume verlieren bereits ihre Blätter, als wäre es Herbst. Auch viele Obst- und Gemüsepflanzen leiden unten den ungewöhnlich hohen Temperaturen und reagieren darauf mit weniger Ertrag. Davon betroffen sind vor allem Tomatenpflanzen, die ein moderates Klima bevorzugen. Die hohen Temperaturen lassen die Blätter welken und schaden vor allem den Blüten, sodass die Fruchtentwicklung stark reduziert wird. 

Pflanzenhormon steuert Blüten- und Fruchtentwicklung

Forscher der Technischen Universität Dresden haben in den vergangenen drei Jahren untersucht, wie extreme Hitze die Entwicklung von Tomatenpflanzen beeinflusst. Ein Team um Jutta Ludwig-Müller vom Fachbereich Pflanzenphysiologie nahm dabei den Hormonhaushalt der beliebten Nutzpflanze ins Visier. Dabei wurde deutlich, welche Bedeutung das Pflanzenhormon Auxin bei der Blüten- und Fruchtentwicklung von Tomaten spielt. Das Phytohormon ist an nahezu allen Entwicklungsprozessen einer Pflanze beteiligt. Der Signalstoff, der in den Blättern gebildet wird, sorgt unter anderem dafür, dass die Pflanze zum Licht wächst und Wurzeln bei Nässe auf trockenere Gefilde ausweichen.

Hitze verursacht Hormonstress

Die Dresdner Wissenschaftler konnten nun nachweisen, dass die Konzentration des Pflanzenhormons während der Fruchtentwicklung bei Hitze abnimmt. Dafür hatten sie den Hormonhaushalt der Tomatenpflanzen unter nahezu normalen Bedingungen als auch heißen Temperaturen untersucht. Das Ergebnis: Wurden die hitzegeplagten Stauden mit dem Pflanzenhormon behandelte, verbesserte sich die Fruchtentwicklung sichtbar. Diese Erkenntnis ist ein erster Schritt, um landwirtschaftliche Praktiken zu entwickeln, die hitzebedingte Ertragseinbußen der Tomate minimieren.

Option für Ertragssteigerung  

Das Projekt, an dem auch israelischen Forscher beteiligt waren, wurden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert. Derzeit arbeiten die Forscher der TU Dresden an einer Methode, um den Hormonhaushalt der Pflanzen hinsichtlich der Hitzestressresistenz gezielt zu manipulieren. Sie sind überzeugt, dass durch eine zielgerichtete Veränderung des Hormongleichgewichtes, Änderungen an der ganzen Pflanze vermieden werden können, die bekannterweise Pflanzen bei Wachstum und Entwicklung behindern. Das Team sieht darin einen vielversprechenden Ansatz auch die Ernteerträge anderer Pflanzen zu verbessern.

bb

Terpene sind Naturstoffe, die in vielen Pflanzen wie etwa Lavendel, Pefferminze, Oliven aber auch Rosen enthalten sind. Diese weitverbreiteten chemischen Verbindungen sind vor allem in der Pharma- und Kosmetikbranche begehrt. Zu den Terpenen gehören beispielsweise ätherische Öle, aber auch Wirkstoffe wie das Malariamedikament Artemisinin oder das Krebstherapeutikum Taxol. Die Nachfrage nach solchen Naturstoffen ist groß. Sie im Labor nachzubilden, ist jedoch mühsam. Mehrere Syntheseschritte sind nötig und die Ausbeute ist eher gering. 

Molekulare Kapsel als Katalysator

Forschern aus Basel, Köln und Bonn ist es nun gelungen, Terpene wesentlich schneller nachzubilden. Nach dem Vorbild der Natur entwickelten sie ein Konzept, dass nicht nur den Syntheseprozess beschleunigt, sondern gleichfalls die Ausbeute erhöht. Wie die Chemiker in der Fachzeitschrift „Nature Catalysis“ berichten, entwickelten sie dafür eine molekulare Kapsel. Dabei handelt es sich um sogenannte Resorcinaren-Kapsel, deren katalytische Wirkung erst vor Kurzem beschrieben wurde. Der Vorteil: Diese Kapsel kann sich in organischen Lösungsmitteln mithilfe von Wasserstoffbrücken selbst aus sechs kleineren, ringförmigen Verbindungen bilden.

Kapsel kurbelt Naturstoff-Synthese an

Der entscheidende Schritt der Synthese findet der Studie zufolge im Hohlraum der Kapsel, in der kugelförmigen Verbindung statt. Wie in der Natur deponierten die Forscher den Ausgangsstoff der Synthese im Inneren der Kapsel, welche die Bildung der Terpene aufgrund der räumlichen Gegebenheiten schließlich ankurbelte. Kontrollelemente im Vorläuferstoff sorgten dafür, dass die Umwandlung des Stoffes gelang und unerwünschte Nebenreaktionen ausblieben. 

Computersimulation offenbart Naturstoff-Bildung

Die neue Methode wurde erfolgreich anhand der vierstufigen Synthese des Naturstoffs Isolongifolen belegt, in der mittels der Kapsel eine ringförmige Terpenverbindung gebildet wurde. Dieser für die Synthese wichtige Schritt konnte den Forschern zufolge mit deutlich weniger Schritten als bisher und mit besserer Ausbeute erreicht werden. Darüber hin aus konnten die Chemiker mithilfe der markierten Vorläufer in Isolongifolen sowie mittels Computersimulationen den molekularen Mechanismen der Naturstoff-Bildung aufklären. 

Erst kürzlich war es Chemikern aus Halle gelungen, Naturstoffe aus der Klasse der Triterpene in Hefezellen herzustellen. 

bb

Im Oktober 2017 hatten BASF und Bayer erstmals Vereinbahrungen zum Erwerb von Geschäften und Vermögenswerten getroffen, die Bayer im Zusammenhang mit seiner Übernahme von Monsanto zum Verkauf angeboten hatte. In Höhe von 7,6 Mrd. Euro sollten diverse Aktivitäten zum Pflanzenschutz aber auch das Saatgutgeschäft an BASF übergehen. Vorraussetzung für den geplanten Deal war die Zustimmung der US-Behörde zur Übernahme von Monsanto. Nach dem das US-Justizministerium im Mai grünes Licht dazu gab, stand der geplanten Transaktion zwischen Bayer und BASF nichts mehr im Weg. Nun ist die Transaktion abgeschlossen, wie BASF Anfang August mitteilte. „Diese Akquisition verändert die BASF im Agrarsektor. Sie stärkt unsere Marktposition bei Agrarlösungen und schafft neue Wachstumsmöglichkeiten“, sagt Saori Dubourg, Vorstandsmitglied der BASF SE und verantwortlich für das Segment Agricultural Solutions.  

Agrarchemie-Sparte um Saatgutgeschäft erweitert

Mit der Transaktion werden die Aktivitäten der BASF in den Bereichen Pflanzenschutz, Biotechnologie und Digital Farming ergänzt. Die Vereinbarungen umfassen außerdem Bayers globales Glufosinat-Ammonium-Geschäft, die Saatgutgeschäfte einschließlich der Saatguteigenschaften sowie der Forschungs- und Züchtungskapazitäten und der entsprechenden Marken für wichtige Feldkulturen in ausgewählten Märkten. Wie die BASF mitteilte, wurde der Unternehmensbereich Crop Protection in Agricultural Solutions umbenannt. Außerdem wurde innerhalb des Unternehmensbereichs eine neue globale Geschäftseinheit für Saatgut und Saatguteigenschaften etabliert. 

BASF übernimmt Mitarbeiter von Bayer

Außerdem werden übernommen: das Gemüsesaatgutgeschäft, die Forschungsplattform für Weizenhybride, eine Reihe von Produkten zur Saatgutbehandlung, bestimmte glyphosatbasierte Herbizide in Europa, die im Wesentlichen im industriellen Bereich eingesetzt werden, die komplette Digital-Farming-Plattform Xarvio sowie bestimmte Forschungsvorhaben in den Bereichen nicht-selektiver Herbizide und Nematizide. Bis auf das Gemüsesaatgutgeschäft, dessen Abschluss Mitte August 2018 vorgesehen ist, sind diese Transaktionen nun abgeschlossen. Mit der Akquisition wechseln gleichzeitig etwa 4.500 Mitarbeiter von Bayer zu BASF. 

ml/bb

Sie hängen kopfüber an der Decke, haften mühelos an steilen Bäumen und selbst poliertes Glas bringt sie nicht ins Rutschen: Geckos. Millionen kleiner Härchen an den Zehen verleihen den unscheinbaren Kriechtieren Haftkräfte wie ein Magnet. Für Wissenschaftler sind solche Naturwunder seit jeher ein faszinierendes Forschungsfeld und Ansporn, diese Fähigkeiten auf technische Anwendungen und Materialien zu übertragen. Nach dem Vorbild der Natur haben Kieler Forscher bereits ein extrem stark haftendes Klebeband entwickelt, das nach dem „Gecko-Prinzip“ funktioniert und sich auch rückstandslos wieder ablösen lässt.

Bionik trifft Physik

Nun präsentieren Forscher der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel eine neuartige Kunststoffstruktur, deren Oberfläche an Glas haftet wie Käfer auf dem Blatt. Wie die Wissenschaftler in den Fachzeitschriften „Advanced Materials“ und „ACS Applied Materials & Interfaces“ berichten, orientierten sie sich dabei an der pilzkopfartigen Oberflächenstruktur der Füße bestimmter männlicher Blattkäfer (Chrysomelidae) und behandelten diese Oberflächen anschließend mit Plasma. Die Studien wurden im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 677 „Funktion durch Schalten“ durchgeführt.

Reversible Haftung ohne Klebstoff

Im Fokus standen Silikonelastomere. Dieser elastische Kunststoff wird bevorzugt in der Industrie für Dichtungen, zur Isolierung oder als Korrosionsschutz verwendet. Das Material ist äußerst flexibel, kann mehrfach genutzt werden und ist zudem günstig und einfach herzustellen. Auf Grund der geringen Oberfläche haftet das Material jedoch kaum. Das Ziel der Kieler Forscher: Der neue Kunststoff sollte so haften, dass die Bindung reversibel, also jederzeit wieder rückgängig gemacht werden kann und ohne Klebstoffe auskommt. Hier kam die Natur ihnen zuhilfe.

They hang upside down from the ceiling, adhere effortlessly to steep trees and even polished glass won't make them slip: geckos. Millions of small hairs on the toes give the inconspicuous reptile adhesive forces like a magnet. For scientists, such natural wonders have always been a fascinating field of research and an incentive to transfer these abilities to technical applications and materials. Following the example of nature, researchers in Kiel already developed an extremely adhesive tape that works according to the "gecko principle " and can be removed without leaving residue.

Bionics meets physics

Now, researchers at the Christian-Albrechts-Universität zu Kiel are presenting a novel plastic structure whose surface adheres to glass like beetles on a leaf. As the scientists reported in the scientific journals "Advanced Materials" and "ACS Applied Materials & Interfaces", they adapted the mushroom-head-like surface structure of the feet of certain male leaf beetles (chrysomelidae) and subsequently treated these surfaces with plasma. The studies were carried out within the framework of the Collaborative Research Centre 677 "Function by Switching".

Reversible adhesion without adhesive

The focus was on silicone elastomers. This elastic plastic is preferred in industry for seals, insulation or corrosion protection. The material is extremely flexible, can be used several times and is affordable and easy to manufacture. Due to the small surface, however, the material hardly sticks. The goal of the Kiel researchers: The new plastic should adhere in such a way that the bond is reversible at any time and does not require adhesives. This is where nature came to their aid.

Die Gebäude der Zukunft sollen nicht nur standhaft und äußerlich ansprechend sein, sondern auch aus möglichst nachhaltigen Materialien errichtet werden, die anschließend nicht als Abfall enden, sondern in einem Stoffkreislauf weiterverwertet werden können. Das ist zumindest der Anspruch und Ansporn des Karlsruher Architekten Dirk Hebel, der an der Züricher ETH und der Princeton University in den USA studiert hat. In Afrika hat er das „Ethiopian Institute of Architecture, Building Construction and City Development“ mitgegründet und lehrt mittlerweile am KIT. Seine Spezialität sind kultivierte, also gezüchtete und biobasierte Baumaterialien wie Pilzmycel oder Bambus.

Die Bioökonomie steht vor der Hausforderung, biobasierte Produkte zu entwickeln, deren Herstellung nicht die Nahrungsmittelproduktion gefährdet. Die Nutzung von Rest- und Abfallstoffen aus der Land- und Forstwirtschaft ist daher ein vielversprechender Lösungsansatz, denn die Biomasse ist in großen Mengen verfügbar. Forscher schätzen, dass in der EU jährlich etwa 180 Millionen Tonnen allein an Baumrinde, Stroh und Nussschalen anfallen, die jedoch noch nicht effektiv genutzt werden. Ein Grund: Die Fraktionierung von Lignocellulose in ihre Hauptbestandteile ist noch ineffizient. Ein europäisches Forscherkonsortium will das ändern. 

Neue Prozesse für Lignocellulose-Bioraffinerien

Das Projekt „UNRAVEL“, das im Juli 2018 gestartet ist, will in den kommenden vier Jahren nachhaltige Prozesse für eine innovative Lignocellulose-Bioraffinerie entwickeln und deren Wirtschaftlichkeit nachweisen. Ziel ist es, die Umwandlung des pflanzlichen Ausgangsstoffes so effektiv zu machen, dass sich deren Nutzung für Biokraftstoffe, Plattformchemikalien und nachhaltige Baumaterialien auch wirtschaftlich rechnet. Das Vorhaben wird vom Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna koordiniert und vom europäischen BBI JU (Bio Based Industries Joint Undertaking) im Rahmen des EU-Programms für Forschung und Innovation „Horizont 2020“ mit 3,6 Mio. Euro gefördert. Daran beteiligt sind Forschungsorganisationen, KMUs und Großunternehmen aus sieben europäischen Ländern, darunter die Niederlande. 

Kosteneffizienz durch neuartige Fraktionierungsmethode 

Im Fokus des Vorhabens steht ein neuartiges Fraktionierungsverfahren, das vom Projektpartner, dem Niederländischen Forschungszentrum für erneuerbare Energie (ECN), entwickelt wurde. Der patentierte Biomasse-Fraktionierungsprozess namens FABIOLA soll im Rahmen des Projektes UNRAVEL bis zur industriellen Reife weiterentwickelt werden. Die Forscher erwarten durch die neue Technologie eine verbesserte Kosteneffizienz bei der Vorbehandlung von Lignocellulose als Biomasse und damit eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit für biobasierte Produkte in der Industrie.

Lignin für biobasierte Materialien effektiv aufbereiten

Das Konsortium konzentriert sich dabei neben den Zuckerverbindungen vor allem auf Lignin. Das Ziel von UNRAVEL: Die Zuckerverbindungen als Basis  für moderne Biokraftstoffe zu verwenden. Außerdem sollen die Lignine mithilfe der neuartigen Fraktionierungstechnik so aufbereitet werden, dass sie auch als Bausteine für hochwertige biobasierte Materialien wie Biopolymere, Isolierschäume (Polyurethan) und Bitumen eingesetzt werden können. Die Forscher sind überzeugt, dass eine optimierte Fraktionierung der Reststoffe sowohl zu einer höheren Ausbeute der einzelnen Komponenten als auch zu einem höheren Reinheitsgrad der Bioraffinerie-Produkte führt, was wiederum deren industrielle Nutzung stärkt. 

bb

Fünf Jahre ist es her, als im April 2013 ein achtgeschossiges Gebäude nahe der Hauptstadt Dhaka in Bangladesch einstürzte und 1.135 Fabrikarbeiter mit in den Tod riss. Mehr als 2.400 Menschen wurden verletzt. In dem Hochhaus waren überwiegend Textilfirmen ansässig, die auch für deutsche Unternehmen produzierten. Der Einsturz des Rana Plaza war einer der schwersten Fabrikunfälle des Landes und hatte eine weltweite Debatte um die Sicherheit in Textilfabriken ausgelöst. 

Bündnis legt Maßnahmepläne offen

Als Reaktion auf dieses Unglück wurde 2014 auf Initiative von Bundesentwicklungsminister Gerd Müller das deutsche Bündnis für nachhaltige Textilien ins Leben gerufen. Inzwischen zählt das Textilbündnis 128 Mitglieder. Dazu gehören Modefirmen, Handelsketten, Gewerkschaften, Nichtregierungsorganisationen sowie Verbände und Behörden. Sie alle verpflichten sich, auf soziale, ökologische und ökonomische Standards entlang der eigenen Textil-Lieferkette zu achten und mit entsprechenden Maßnahmen dazu beizutragen. Nun legen die Mitglieder des Bündnisses erstmals ihre Maßnahmepläne offen und zeigen, wie sie im eigenen Unternehmen für menschenwürdige Arbeitsbedingungen und faire Löhne sorgen und den Umweltschutz einhalten wollen. 

116 Mitglieder hatten ihre Pläne eingereicht. Die Hälfte davon wurde hinsichtlich der gesetzten Ziele und konkreter Umsetzungsschritte bereits von unabhängigen externen Experten geprüft und würden den Anforderungen des Bündnisses entsprechen, wie es in einer Pressemitteilung heißt. Diese begutachteten „Roadmaps“ sind seit Anfang August über die Internetseite des Textilbündnisses einzusehen. Die Restlichen werden noch geprüft und sollen im September veröffentlicht werden.

Transparenz als Eckpfeiler für Glaubwürdigkeit

„Die Verbindlichkeit des Prozesses und die abgestufte Transparenz sind wichtige Eckpfeiler für die Glaubwürdigkeit des Bündnisses. Diese bilden zusammen mit dem konstruktiven, fairen und offenen Umgang miteinander ein gutes Fundament, um Lieferketten grundlegend nachhaltiger zu gestalten“, sagt Jürgen Janssen vom Textilbündnis. 

Weniger Chemikalien und mehr Bio-Baumwolle

Das deutsche Textilbündnis macht sich für grundlegende Verbesserungen entlang der globalen Textillieferketten stark und handelt nach einheitlichen, vorgegebenen Zielen. Dazu gehören die Gewährleistung  existenzsichernder Löhne, die Einhaltung von Abwasserstandards beim Umgang mit Chemikalien und die Nutzung nachhaltiger Fasern. Aber auch die Transparenz in der globalen Textil-Lieferkette sowie Maßnahmen, um Kinderarbeitet abzuschaffen, gehören zu den Zielen. 

Die Bündnismitglieder haben diesbezüglich insgesamt 1.300 Maßnahmen geplant. Sie führen beispielsweise dazu, dass über 160 chemische Substanzen schrittweise aus der Produktion verbannt werden und der Anteil von nachhaltiger und Bio-Baumwolle bis 2020 auf 35% steigt. Ab 2019 müssen die Mitglieder in sogenannten Fortschrittsberichten offenlegen, ob die gesteckten Ziele erreicht wurden. „Wir bauen auf ambitionierte Fortschritte, auf Kooperation und das Teilen von Wissen und Erfahrungen – in Zukunft immer stärker auch mit unseren Partnern in Europa und weltweit“, sagt Janssen. 

Bündnis verliert Mitglieder

Mit knapp 130 Mitgliedern ist derzeit etwa die Hälfte des deutschen Textilmarktes im Bündnis vertreten. Damit ist das Ziel von 75% zum Jahresende noch fern. Viele Unternehmen und Organisationen sind in den vergangenen vier Jahren wieder ausgetreten oder wurden ausgeschlossen, weil sie die Berichtspflicht nicht erfüllten. Allein in diesem Jahr sind 25 Mitglieder abgesprungen, wie das Handelsblatt meldet. Danach ist es nicht nur fehlendes Engagement, dass Unternehmen abschreckt, sondern auch Überforderung.

Europäische Investoren unterstützen Nachhaltigkeitsziele

Das deutsche Textilbündnis findet indes europaweit Unterstützer. Erst kürzlich haben über 40 Investoren aus europäischen Ländern eine Vereinbarung zur Nachhaltigkeit in der Bekleidungs- und Schuhbranche unterzeichnet und sich damit ausdrücklich zu einer Zusammenarbeit mit dem deutschen Bündnis  sowie dem niederländischen Agreement on „Sustainable Garments and Textiles“ (AGT) bekannt. 

bb

Moderne Technologien wie Sensoren, Automaten und Roboter bestimmen immer häufiger den Alltag des Landwirts. Noch gibt es aber viele Tätigkeiten, die in mühevoller Handarbeit erledigt werden müssen. Unkraut jäten oder das Ernten von Obst und Gemüse gehören dazu. Solche Arbeiten erfordern nicht nur viel Zeit, sondern auch Arbeitskräfte, die viele Landwirtschaftsbetriebe nicht haben. Hier könnten smarte Helfer wie Roboter Abhilfe schaffen.

1,6 Mio. Euro für verbesserte Beerenproduktion

Im Projekt „SunBot – Emissionsfreie Strauchbeeren-Produktion“ wollen Partner aus Forschung, Industrie und Praxis in den kommenden vier Jahren ein solches Robotersystem für die Pflege von Beerenobst entwickeln. Das Vorhaben wird vom Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (ATB) in Potsdam koordiniert und im Rahmen der Europäischen lnnovationspartnerschaft „Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit" (EIP-AGRI) mit insgesamt 1,6 Mio. Euro gefördert. 

Autonomer Elektro-Traktor übernimmt Unterwuchspflege 

Der Plan: Ein autonom fahrender Elektro-Traktor soll hier in Zukunft die Unterwuchspflege übernehmen. „Ein kurz geschnittener Unterwuchs ermöglicht unter anderem eine bessere Durchlüftung der Sträucher und vermindert dadurch den Krankheitsdruck. Der für diesen vorbeugenden Pflanzenschutz notwendige Aufwand stellt uns Betriebe aber aufgrund der damit verbundenen Kosten und zeitlichen Belastung vor große Herausforderungen", sagt Projektpartner Frank van der Hulst vom Bauernhof Weggun.