Aktuelle Veranstaltungen

Wetterextreme wie Hitze, Trockenheit oder Starkregen setzen den Weinanbau zunehmend unter Druck. Ein großes Problem für Winzer ist die Bodenerosion. Davon betroffen ist vor allem der Weinanbau in Hanglagen wie an Mosel, Rhein oder Elbe. Durch Wind und Regen wird Boden abgetragen oder weggespült und damit den Reben buchstäblich die Grundlage für das Wachstum entzogen.

Digitale Entscheidungshilfe für Winzer

Ein EU-Projekt unter Beteiligung von Forschenden der Universität Trier will Abhilfe schaffen. Zusammen mit Partnern aus Spanien und Griechenland will ein Team um Manual Seeger in den kommenden vier Jahren eine App entwickeln, um den Weinanbau vor Bodenerosion zu schützen. Die Software soll Informationen über die jeweilige Bodenbeschaffenheit, die Anlage von Grünbewuchs, der das Erdreich zusammenhält, oder auch Schädlingserkennung liefern und damit Winzern helfen, die richtigen Entscheidungen beim Schutz des Bodens zu treffen.

„Wir haben große Erfahrung mit Messungen im Gelände, Drohnenaufnahmen und Vegetationsdokumentation“, erklärt Manuel Seeger, Akademischer Oberrat in der Physischen Geographie der Universität Trier. „Außerdem ist die Situation bei unseren Partnern in Granada mit Steillagen auf Schiefer vergleichbar mit unserer Weinbauregion.“

Bodenschutz-App für andere Landwirtschaftszweige nutzen

Neben der direkten Anwendung im Weinbau wollen die Forschenden prüfen, ob die Methodik auch auf andere Landwirtschaftszweige anwendbar ist.

Extreme weather conditions such as heat, drought and heavy rain are putting increasing pressure on winegrowing. Soil erosion is a major problem for winegrowers. Vineyards on slopes such as the Moselle, Rhine or Elbe are particularly affected by this. Soil is eroded or washed away by wind and rain, leaving the vines without a basis for growth.

Digital decision-making aid for winegrowers

An EU project involving researchers from Trier University aims to remedy this situation. Together with partners from Spain and Greece, a team led by Manual Seeger wants to develop an app over the next four years to protect vineyards from soil erosion. The software is intended to provide information on the respective soil conditions, the establishment of green growth that holds the soil together and pest detection, thus helping winegrowers to make the right decisions regarding soil protection.

“We have a lot of experience with field measurements, drone recordings and vegetation documentation,” explains Manuel Seeger, Senior Academic Advisor in Physical Geography at the University of Trier. “In addition, the situation at our partners in Granada with steep slopes on slate is comparable to our wine-growing region.”

Using the soil protection app for other branches of agriculture

In addition to direct application in viticulture, the researchers want to examine whether the methodology can also be applied to other branches of agriculture.

Die Nutzung von CO₂ als Rohstoff oder Baustein für innovative Produkte spielt neben der Vermeidung von Emissionen eine zentrale Rolle beim Erreichen der Klimaziele und wird von der Bundesregierung gezielt gefördert. Mit dem neu eröffneten Transferlabor will das Rostocker Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) dazu einen Betrag leisten. Am Leibniz-Transferlabor für nachhaltige Energie- und Stofftransformationen (LTLNES) wird sich die Arbeit der Forschenden auf die Entwicklung von CO₂- und klimaneutralen chemischen Prozessen konzentrieren.

Höherwertiger Kohlenwasserstoffe und Chemikalien

Konkret geht es um die Produktion höherwertiger Kohlenwasserstoffe und Chemikalien. „Die Vision ist letztlich eine Kreislaufwirtschaft, die CO₂-neutral funktioniert und mit nachhaltigen chemischen Prozessen weder Klima noch Umwelt gefährdet“, sagt Christoph Wulf. Das Team um den Chemiker wird sich damit befassen, wie das Klimagas CO₂ als Ausgangsstoff für chemische Prozesse genutzt werden kann. Eine Möglichkeit ist die Herstellung von sogenannten E-Fuels aus Kohlendioxid und grünem Wasserstoff. Dafür sollen Pilotanlagen geplant und konstruiert werden.

Kohlendioxid aus Biogas und Atmosphäre

Das für die Herstellung notwendige Kohlendioxid soll aus Biogas oder aus der Atmosphäre gewonnen werden. Hierfür will das LIKAT-Team eine eigene Abscheidungsanlage installieren. Ziel ist es, mit Partnern die Anlage so weit zu entwickeln, dass sie an sogenannten Punktquellen, wie etwa Biogasanlagen, laufen könnte. Darüber hinaus soll grünes Kerosin aus grünem Wasserstoff über die eigene Photovoltaikanlage mittels Wasserelektrolyse produziert, aber auch grünes Methanol kosteneffizient gewonnen und etwa zu Treibstoff für Schiffe weiterverarbeitet werden.

Brücke zwischen Labor und Industrie

Das Transferlabor will aber vor allem eins sein: eine Brücke zwischen Laborexperiment und Industrieverfahren. Im neuen Labor sind neben Materialsynthesen auch Langzeittests von Katalysatoren im Technikumsmaßstab möglich.

Eine neue Arbeitsgruppe unter Leitung von Christoph Wulf wird sich zudem gezielt mit der Forschung an Technologien wie neuen Katalysatoren befassen, um erneuerbare Rohstoffe im Energie- und Wertstoffsektor zu etablieren. Labor und Arbeitsgruppe werden von Bund und Land jährlich mit 1,25 Mio. Euro gefördert.

Die Studie zeigt, dass große, zusammenhängende Landschaften mehr Arten beherbergen als fragmentierte Gebiete. Die Forschenden untersuchten 4.006 Tier- und Pflanzenarten an 37 Standorten weltweit und verglichen die Unterschiede in der Artenvielfalt zwischen zusammenhängenden und fragmentierten Landschaften. Die Ergebnisse belegen, dass fragmentierte Landschaften im Durchschnitt 13,6 % weniger Arten auf lokaler Ebene und 12,1 % weniger auf Landschaftsebene aufweisen. Zudem dominieren in diesen Gebieten Generalisten, während spezialisierte Arten verloren gehen. Eine gründliche Analyse der Alpha-, Beta- und Gamma-Diversität ergab, dass die erhöhte Beta-Diversität in fragmentierten Gebieten den Verlust an Gesamtartenvielfalt nicht ausgleicht.

Die Studie fordert eine Neuausrichtung des Naturschutzes: Statt über Fragmentierung zu debattieren, sollte der Fokus auf der Wiederherstellung und dem Schutz zusammenhängender Ökosysteme liegen. Gerade in Regionen mit bereits stark zerstörten Wäldern sei die Aufforstung entscheidend, um den Verlust der Biodiversität langfristig zu minimieren.

Veröffentlicht wurde die Studie in Nature: Species turnover does not rescue biodiversity in fragmented landscapes

Seit Millionen von Jahren gewinnen Pflanzen Energie aus der Photosynthese. Dabei werden mithilfe des Sonnenlichts Kohlenstoff und Wasser in Zucker und Sauerstoff umgewandelt. Diesen natürlichen Stoffwechselweg technisch nachzuahmen, hätte viele Vorteile und ist daher ein ambitioniertes Ziel zahlreicher Forschungsteams. Chemiker der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg sind auf dem Weg zur künstlichen Photosynthese nun einen Schritt weiter gekommen.

Farbstoffmoleküle synthetisiert

Die natürliche Photosynthese ist ein komplexer Prozess. Sie findet in den Zellen der Pflanzen in einzelnen Schritten und unter Beteiligung zahlreicher Farbstoffe, Proteine und anderer Moleküle statt. Gemeinsam mit Forschenden der Yonsei-Universität in Seoul (Korea) gelang es einem Team um den Würzburger Chemiker Frank Würthner einen der ersten Schritte der natürlichen Photosynthese nachzuahmen. Wie das Team im Fachjournal Nature Chemistry berichtet, wurde ein Stapel aus Farbstoffen synthetisiert, der dem Photosynthese-Apparat in der Pflanzenzelle sehr nahekommt.

Konkret besteht die Struktur aus vier aufeinander gestapelten Farbstoffmolekülen aus der Klasse der Perylenbisimide. Dieser künstliche Prozess absorbiert der Studie zufolge an einem Ende Lichtenergie, nutzt diese zur Trennung von Ladungsträgern und leitet sie über einen Transport von Elektronen schrittweise ans andere Ende weiter. „Wir können den Ladungstransport in dieser Struktur mit Licht gezielt anstoßen und haben ihn genau analysiert. Er läuft effizient und schnell ab. Das ist ein wichtiger Schritt hin zur Entwicklung einer künstlichen Photosynthese“, so JMU-Doktorand Leander Ernst, der die gestapelte Struktur synthetisiert hat.

Photofunktionale Materialien für die künstliche Photosynthese

Als Nächstes will das Würzburger Team die Anzahl der gestapelten Farbstoffmoleküle weiter erhöhen. Am Ende soll eine Art supramolekularer Draht entstehen, der Lichtenergie aufnimmt und diese schnell und effizient über größere Strecken hinweg transportiert. Den Forschenden zufolge wäre das „ein weiterer Schritt hin zu neuartigen photofunktionalen Materialien, die sich für die künstliche Photosynthese nutzen lassen“.

For millions of years, plants have been obtaining energy from photosynthesis. In this process, carbon and water are converted into sugar and oxygen with the help of sunlight. Imitating this natural metabolic pathway technically would have many advantages and is therefore an ambitious goal of numerous research teams. Chemists at Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Bavaria, Germany, have now come one step closer to artificial photosynthesis.

Dye molecules synthesized

Natural photosynthesis is a complex process. It takes place in the cells of plants in individual steps and involves numerous dyes, proteins and other molecules. Together with researchers from Yonsei University in Seoul (Korea), a team led by Würzburg chemist Frank Würthner has succeeded in imitating one of the first steps of natural photosynthesis. As the team reports in the journal Nature Chemistry, a stack of dyes was synthesized that comes very close to the photosynthetic apparatus in the plant cell.

Specifically, the structure consists of four stacked dye molecules from the perylene bisimide class. According to the study, this artificial process absorbs light energy at one end, uses it to separate charge carriers and passes it on step by step to the other end via a transport of electrons. “We can specifically trigger the charge transport in this structure with light and have analyzed it in detail. It is efficient and fast. This is an important step towards the development of artificial photosynthesis,” says JMU doctoral student Leander Ernst, who synthesized the stacked structure.

Photofunctional materials for artificial photosynthesis

The next step for the Würzburg team is to further increase the number of stacked dye molecules. The end result should be a kind of supramolecular wire that absorbs light energy and transports it quickly and efficiently over long distances. According to the researchers, this would be “a further step towards novel photofunctional materials that can be used for artificial photosynthesis”.

Feldroboter, die Unkraut jäten, kranke Pflanzen aufspüren oder bewässern, unterstützen schon heute Landwirtinnen und Landwirte vielerorts bei ihrer Arbeit. Mit Polybot haben Tübinger Forschende einen KI-gestützten Erntehelfer entwickelt, der auch sogenannte kleinteilige Anbauformen – wie den Gemüseanbau – wirtschaftlich machen kann. Nun muss sich der Tübinger Ernteroboter in einem Praxistest bewähren. Bei der siebenmonatigen Validierung wird das Projekt von der Bundesagentur für Sprunginnovationen SPRIND mit knapp 220.000 Euro unterstützt.

KI-gestützter Ernteroboter für kleinteilige Anbauformen

Polybot ist eine vollständig autonome Lösung, die mit modernster KI-Technologie arbeitet. Der Roboter soll künftig vielfältige Aufgaben im Anbau von Feldfrüchten, Obst und Gemüse übernehmen – vom Unkraut jäten, der Ernte von Tomaten oder Gurken bis hin zum Freischnitt. „Durch die Kombination aus computergestütztem Sehen und robotergestützter Mechanik reduziert Polybot den Bedarf an chemischen Herbiziden und kann kleinteiligere und nachhaltigere Anbauformen wirtschaftlich machen“, schreiben die Forschenden.

Praxistest für Ernte von Feingemüse

„Mit der Validierung können wir unsere Lernalgorithmen jetzt auf den schwierigsten Tätigkeiten in der Landwirtschaft, der Ernte von Feingemüse, trainieren und zusammen mit Landwirten im Praxisbetrieb testen“, sagt Projektleiter Wieland Brendel vom Ellis Institut Tübingen und Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für intelligente Systeme.

Derzeit erfolgt die Ernte von Feingemüse fast ausschließlich manuell. Der Test soll zeigen, dass mithilfe von Polybot neue Aufgaben flexibel integriert und automatisiert werden können. Auch der konkrete Nutzen für Landwirtinnen und Landwirte wird untersucht. Auf Basis dieser Zusammenarbeit soll ein erstes marktfähiges Produkt direkt vor Ort erarbeitet werden.

Vorbereitung für Start-up-Gründung

Nach erfolgreicher Validierung plant das Polybot-Team die Gründung eines Start-ups. Die Unterstützung durch SPRIND sei hierfür strategisch und kommunikativ ein großer Schritt für das Team, heißt es.

Die Bundesagentur für Sprunginnovationen SPRIND wurde 2019 gegründet. Alleinige Gesellschafterin ist die Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK).

Die derzeitigen Agrarsysteme stehen vor einem Dilemma: Einerseits sind sie essenziell für die Versorgung mit Nahrungsmitteln, andererseits mitverantwortlich für Klimawandel und Biodiversitätsverlust. Ein interdisziplinäres Team aus diversen Forschungsinstituten wollte das ändern: Mit CUBES Circle hat das Konsortium ein kreislaufbasiertes System geschaffen, das in eine urbane Infrastruktur eingebunden ist und unterschiedliche Produktionssysteme miteinander vernetzt. Damit wurde „weltweit das nachhaltigste intensive Konzept eines Agrarsystems geschaffen“, sagt Projektkoordinator und Sprecher Christian Ulrichs von der Humboldt-Universität (HU) zu Berlin.

Das Verbundprojekt CUBES Circle ist im November 2024 in seine zweite Förderphase gestartet und wird bis Juli 2028 im Rahmen der Fördermaßnahme Agrarsysteme der Zukunft vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 6,7 Mio. Euro finanziert. Daran beteiligt sind insgesamt 13 Partner aus Forschung und Industrie.

Nahrungsmittelproduktion im Container

Die Natur ist ein Netz, in dem viele Kreisläufe miteinander verwoben sind. Diese können einander aufheben oder verstärken. Das Team von CUBES Circle analysiert und nutzt gezielt diese Mechanismen, um Reststoffe des einen Kreislaufs in einem anderen weiterzunutzen. „Per se gibt es in der Natur keine Abfälle, sondern ein Abfallstoff ist immer Wertstoff für irgendjemand anderen“, erklärt Ulrichs. Im Moment sind im CUBES Circle drei Trophieebenen – die verschiedenen Stufen in einem Nahrungsnetz – verbunden: Pflanzen als Primärproduzenten, Insekten und Fische als Konsumenten. Alle Ebenen sind eigenständige landwirtschaftliche Produktionssysteme für menschliche Nahrung. Die Produktion erfolgt in sogenannten CUBES. „Sie dienen als die kleinste Einheit eines skalierbaren Produktionssystems“, erläutert Ulrichs. Wenn mehrere Systeme miteinander vernetzt werden, ist es ein CUBES Circle.

Zwei antennenartige Fühler machen einzellige Mikroalgen zu fantastischen Schwimmern. Diese Fähigkeit haben sich zwei Forscherinnen vom Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme zu Nutze gemacht. Sie verwandelten die Organismen in Miniroboter, die beispielsweise als Wirkstofftransporter in der Medizin zum Einsatz kommen könnten.

Magnetische Mikroalge als Mikroroboter

Im Rahmen der Studie wollten die Forscherinnen Birgül Akolpoglu und Saadet Fatma Baltaci herausfinden, ob die Mikroalge auch durch enge Räume und zähe Flüssigkeit, wie sie im menschlichen Körper vorkommt, schwimmen kann. Ihr Ziel war es, die Oberfläche der einzelligen Organismen mit einem magnetischen Material so zu funktionalisieren, dass sich die Zellen wie ein Mikroroboter in jede gewünschte Richtung steuern lassen. Dafür beschichteten sie Algen mit dem Biopolymer Chitosan und magnetischen Nanopartikeln. Bei neun von zehn Mikroalgen funktionierte die magnetische Beschichtung problemlos. Diese biohybriden Miniroboter wurden dann sowohl in einer wasserähnlichen als auch in einer zähen Flüssigkeit getestet. In beiden Fällen wurden die magnetischen Mikroalgen mithilfe externer Magnetfelder gesteuert und entlang winziger 3D-gedruckter Röhrchen manövriert.

Magnetische Steuerung funktioniert

Wie das Team in der Fachzeitschrift Matter berichtet, blieb die Schwimmfähigkeit der Mikroalge durch die magnetische Beschichtung „weitgehend unbeeinträchtigt“, während sie ohne Beschichtung entweder steckenblieb oder sich rückwärts bewegte. „Mit magnetischer Steuerung bewegten sie sich jedoch reibungsloser und umgingen Hindernisse“, sagt Co-Erstautorin der Publikation, Birgül Akolpoglu. „Die magnetische Steuerung half den Mikroschwimmern, sich an der Richtung des Feldes auszurichten. Sie zeigten echtes Potenzial für die Navigation in engen Räumen – als würde man sie mit einer Art winzigem GPS ausstatten.“

Potenzial nicht nur in der Biomedizin

Der Studie zufolge hat die Viskosität jedoch Einfluss auf die Schwimmfähigkeit der beschichteten Mikroalge. Erst als das Magnetfeld anlag, bewegten sich die Schwimmer. „Dies zeigt, wie die Feinabstimmung von Viskosität und magnetischer Ausrichtung die Navigation von Mikrorobotern in komplexen Umgebungen optimieren kann“, sagt Saadet Fatma Baltaci. Die Forscherinnen sind überzeugt, dass die Miniroboter aus Algen „Türen für Anwendungen wie die gezielte Medikamentenabgabe“ öffnen und ein „aufregendes Potenzial für zukünftige Innovationen in der Biomedizin und darüber hinaus bieten“.

Two antenna-like feelers turn unicellular microalgae into fantastic swimmers. Two researchers from the Max Planck Institute for Intelligent Systems have harnessed this ability. They transformed the organisms into mini-robots that could be used as drug transporters in medicine, for example.

Magnetic microalgae as microrobots

As part of the study, researchers Birgül Akolpoglu and Saadet Fatma Baltaci wanted to find out whether the microalgae could also swim through confined spaces and viscous fluids such as those found in the human body. Their aim was to functionalize the surface of the unicellular organisms with a magnetic material so that the cells could be steered in any desired direction like a micro-robot. To do this, they coated algae with the biopolymer chitosan and magnetic nanoparticles. The magnetic coating worked without any problems in nine out of ten microalgae. These biohybrid mini-robots were then tested in both a water-like and a viscous liquid. In both cases, the magnetic microalgae were controlled using external magnetic fields and maneuvered along tiny 3D-printed tubes.

Magnetic control works

As the team reports in the journal Matter, the microalgae's swimming ability was “largely unaffected” by the magnetic coating, whereas without the coating they either got stuck or moved backwards. “With magnetic control, however, they moved more smoothly and avoided obstacles,” says co-first author of the publication, Birgül Akolpoglu. “Magnetic steering helped the microswimmers to align themselves with the direction of the field. They showed real potential for navigation in confined spaces - as if they were equipped with a kind of tiny GPS.”

Potential not only in biomedicine

According to the study, however, the viscosity has an influence on the buoyancy of the coated microalgae. Only when the magnetic field was applied did the swimmers move. “This shows how fine-tuning viscosity and magnetic orientation can optimize the navigation of microrobots in complex environments,” says Saadet Fatma Baltaci. The researchers are convinced that the mini-robots made from algae “open doors for applications such as targeted drug delivery” and offer “exciting potential for future innovations in biomedicine and beyond”.

Die Beeren der Reben werden seit Jahrhunderten zur Weinherstellung genutzt. Doch die Wetterextreme der vergangenen Jahre sorgen auch bei Winzern hierzulande immer öfter für Ernteverluste. Ein Forschungskonsortium will nun die Vorteile einer an den Klimawandel angepassten Rebsorte nutzen, um daraus neue alkoholfreie Getränke herzustellen.

Das zweijährige Projekt SUSBev ist Teil des Innovationsraums Bioökonomie im Ballungsraum – BioBall und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit Jahresbeginn mit rund 745.000 Euro gefördert. An dem Vorhaben beteiligt sind das Biotechnologieunternehmen BRAIN Biotech, das Beratungsunternehmen Tropical Viticulture Consultants (TVC), die Winzervereinigung Zukunftsweine GmbH (ZW) und die Provadis Hochschule.

Aromen aus Weinblättern und -trieben gewinnen

Im Fokus des Projektes SUSBev steht die Entwicklung nachhaltiger Getränke und Lebensmittel auf Basis landwirtschaftlicher Seitenströme. Demnach sollen weinähnliche Getränke nicht aus den Beeren, sondern den Reststoffen des Weinbaus gewonnen werden. Weinblätter und -triebe der klimaresistenten Sorte werden als Ausgangsstoffe zur Getränkeherstellung eingesetzt. Denn nicht nur die Trauben, auch die bisher ungenutzten Blätter und Triebe des Rebstocks enthalten den Forschenden zufolge attraktive und sortenspezifische Aromen, die sich zur Herstellung gesunder und schmackhafter Getränke eignen. Der Anbau der klimaresilienten Rebsorte hat den Vorteil, dass Winzer seltener Pflanzenschutzmittel einsetzen müssen.

Mikroben als Starterkulturen

Die Auswahl und Aufbereitung der Reststoffe übernimmt im Projekt TVC. BRAIN Biotech wird sich mit der Selektion und Optimierung der geeigneten Mikroorganismen als Starterkulturen sowie mit der Etablierung des Prozesses im Labormaßstab befassen. Die Übertragung der Laborergebnisse sowie Praxistests werden die Experten von ZW und TVC übernehmen. Die Provadis Hochschule wird abschließend für die verschiedenen Prozessvarianten eine Lebenszyklusanalyse zur Abschätzung der Umweltwirkung sowie eine technisch-ökonomische Analyse erstellen.

Zum sechsten Mal haben das Borderstep Institut für Innovation und Nachhaltigkeit und der Bundesverband Deutsche Startups analysiert, welchen Beitrag grüne Start-ups bei der Transformation der Wirtschaft leisten und deren spezifische Bedürfnisse und Herausforderungen ermittelt. In diesem Jahr zeigt der Green Startup Monitor 2024 (GSM) ein eher gemischtes Bild: Zwar beträgt der Anteil von Start-ups, deren Geschäftsmodell auf Nachhaltigkeit beruht, mit 29 % fast ein Drittel. „Diese Jungunternehmen spielen damit eine wichtige Rolle bei der Transformation hin zu einem klimaneutralen Wirtschaften bis 2045", schreibt Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz, Robert Habeck, in seinem Vorwort zum Report.

Starkes Start-up-Ökosystem für Nachhaltigkeit gefordert

Zugleich ist der Anteil grüner Start-ups im Vergleich zum Vorjahr (35 %) allerdings leicht zurückgegangen. Gründe seien hier die schwierige Marktlage und die unsicheren Finanzierungsoptionen, schreiben die Autoren. Damit drohen Nachhaltigkeitsanstrengungen in der Breite an Relevanz zu verlieren. Der Report zeige daher, „wie wichtig für das Thema Nachhaltigkeit ein starkes Start-up-Ökosystem ist und wie die Überwindung der aktuellen Herausforderungen – insbesondere im Bereich Finanzierung – auch auf die Green Economy einzahlt".

Schnelles Wachstum und hoher Marktanteil angestrebt

Andererseits verfolgen mehr als die Hälfte der grünen Start-ups das Ziel, schnell zu wachsen und einen hohen Marktanteil zu erreichen, heißt es. „Das macht sie zu Transformationsbeschleunigern“, resümiert Klaus Fichter, Gründer und Leiter des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit und Mitautor des Green Startup Monitors. „Viele von ihnen kooperieren auch häufiger mit Hochschulen und Forschung als nicht grüne Start-ups. Das mit Steuermitteln aus Forschung generierte Wissen schafft so auf besonders wirksame Weise für die Gesellschaft einen ökonomischen und ökologischen Nutzen. Deshalb brauchen wir in Deutschland bessere Bedingungen für die Verwertung von Forschungsergebnissen", appelliert Fichter.

Diese verstärkte Zusammenarbeit mit Hochschulen und Forschungseinrichtungen sei ein Beleg für die Bedeutung der Jungunternehmen „als Brücke zwischen akademischer Forschung und praktischer Anwendung, wodurch neueste Forschungsergebnisse in nachhaltige Geschäftsmodelle umgewandelt werden“. Gleichzeitig arbeiten grüne Start-up auch häufiger mit etablierten Unternehmen zusammen, was deren Bedeutung als „Impulsgeber für Innovation und Wandel der gesamten Wirtschaft“ unterstreiche.

Kooperation mit Unternehmen und Transparenz steigt

Entgegen dem aktuellen Trend verzeichnet der Monitor im Vergleich zum Vorjahr sogar eine Zunahme bei den Kooperationsprojekten. Auch der Anteil der Gründerinnen ist mit 24 % höher als bei nicht grünen-Start-ups (17 %). Eine positive Entwicklung zeigt sich auch bei der Transparenz von Nachhaltigkeitskriterien. Der Anteil grüner Start-ups, die ihre Nachhaltigkeitswirkung mit Daten und Fakten belegen können, stieg demnach im Vergleich zum Vorjahr von 27 auf 39 % an. „Das zeigt eine erfreuliche Entwicklung im Bereich des Wirkungsmanagements“, sagt die Mitautorin des Green Startup Monitors 2024, Yasmin Olteanu. „Der Green Startup Monitor 2024 demonstriert das wachsende Bewusstsein für evidenzbasierte Nachhaltigkeitspraktiken innerhalb der Start-up-Szene“.

For the sixth time, the Borderstep Institute for Innovation and Sustainability and the German Startups Association have analysed the contribution of green startups to the transformation of the economy and identified their specific needs and challenges. This year, the Green Startup Monitor 2024 (GSM) shows a rather mixed picture: at 29%, the proportion of startups whose business model is based on sustainability is almost a third. "These start-ups therefore play an important role in the transformation towards a climate-neutral economy by 2045," writes Robert Habeck, Federal Minister for Economic Affairs and Climate Protection, in his foreword to the report.

Strong start-up ecosystem required for sustainability

At the same time, however, the proportion of green start-ups has fallen slightly compared to the previous year (35%). The reasons for this are the difficult market situation and uncertain financing options, the authors write. As a result, sustainability efforts are in danger of losing relevance across the board. The report therefore shows "how important a strong start-up ecosystem is for the topic of sustainability and how overcoming the current challenges - especially in the area of financing - also pays off for the green economy".

Rapid growth and high market share targeted

On the other hand, more than half of green start-ups are pursuing the goal of growing quickly and achieving a high market share, they say. "This makes them transformation accelerators," summarises Klaus Fichter, founder and director of the Borderstep Institute for Innovation and Sustainability and co-author of the Green Startup Monitor. "Many of them also cooperate more frequently with universities and research organisations than non-green start-ups. The knowledge generated from research with taxpayers' money thus creates economic and ecological benefits for society in a particularly effective way. That's why we need better conditions for the commercialisation of research results in Germany," appeals Fichter.

This increased collaboration with universities and research institutions is evidence of the importance of start-ups "as a bridge between academic research and practical application, transforming the latest research findings into sustainable business models". At the same time, green start-ups are also working more frequently with established companies, which emphasises their importance as "drivers of innovation and change for the entire economy".

Cooperation with companies and transparency increases

Contrary to the current trend, the monitor even recorded an increase in cooperation projects compared to the previous year. At 24%, the proportion of female founders is also higher than for non-green start-ups (17%). A positive development can also be seen in the transparency of sustainability criteria. The proportion of green start-ups that can prove their sustainability impact with facts and figures rose from 27% to 39% compared to the previous year. "This shows a pleasing development in the area of impact management," says co-author of the Green Startup Monitor 2024, Yasmin Olteanu. "The Green Startup Monitor 2024 demonstrates the growing awareness of evidence-based sustainability practices within the start-up scene."

Ob Dämmstoffe, Verpackungsmaterialien, Lederalternativen oder Fleischersatz: Das Potenzial von Pilzmyzel als nachwachsender und biologisch abbaubarer Rohstoff scheint grenzenlos und steht seit längerem im Fokus der Forschung. Forschende am Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz wollen nun ein weiteres Einsatzfeld für Pilzmyzel erschließen – als Hightech-Material für den Lautsprecherbau.

Funktionsbauteile aus Pilzmyzel für Transmissionline-Lautsprecher

Im Rahmen des Projektes Mycoustics will das Team Pilzmyzel-Werkstoffe als funktionale Bauteile nutzen, um hochwertige Transmissionline-Lautsprecher noch besser klingen zu lassen. Bei sogenannten Transmissionline-Lautsprechern sorgt eine Öffnung im Gehäuse dafür, dass der Schall austreten kann und gute Tiefbässe erzielt werden. Dafür wird die Öffnung mit einem bis zu drei Meter langen Rohr, das mehrfach gefaltet werden muss, um im Gehäuse Platz zu finden, mit der Öffnung verbunden. Mittlerweile sorgen die hohen Herstellungskosten dafür, dass dieses Konstruktionsprinzip ins Abseits gerät.

Materialeigenschaften programmieren

Hier setzt das Projekt Mycoustics an. Durch einen werkzeuglosen Druck von Funktionskomponenten und Lautsprechergehäuse will das Fraunhofer-Team dieses Problem lösen. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Vorhaben zielt darauf ab, Lebend-Myzel im 3D-Druck zu verarbeiten und anschließend gezielt im Wachstum zu beeinflussen, um in einem Vorgang sowohl schallreflektierende als auch schallabsorbierende Eigenschaften zu erzielen.

Die Forschenden setzen dabei auf die Programmierbarkeit von Pilzmyzel-Werkstoffen, um die speziellen Anforderungen im Lautsprecherbau zu bedienen. Hier wurden bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt. So lassen sich bestimmte Materialieneigenschaften wie etwa schaumartige, feste oder glatte Strukturen durch das gezielte Einstellen der Umweltbedingungen bei der Kultivierung von Pilzmyzel erreichen. Den Forschenden zufolge ist das feine Pilzgefecht somit nicht nur als Dämmmaterial, sondern auch für das Lautsprechergehäuse geeignet.

Präsentation der Forschungsergebnisse auf der BioM

Durch den 3D-Druck von Pilzmyzel-Werkstoffen entfallen zugleich Klebe- und sonstige Fügeverbindungen und auch Prozessschritte, die bei der konventionellen Herstellung erforderlich sind. Darüber hinaus entsteht beim 3D-Druck kein Abfall. Auch der Energieaufwand, der zur Herstellung notwendig ist, sowie das spätere Recycling solcher organischen Materialien sind wesentlich kostengünstiger. Erste Forschungsergebnisse zum Kultivieren und Drucken von Pilzmyzelwerkstoffen stellt das Projektteam im Rahmen der internationalen Tagung für Biomanufacturing BioM vom 11. bis 13. Juni 2024 in Dresden vor.