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Terpene sind Naturstoffe, die in vielen Pflanzen enthalten sind. Diese weitverbreiteten chemischen Verbindungen besitzen vielfältigste Eigenschaften, die vor allem in der Pharma- und Kosmetikbranche begehrt sind. Dazu gehören neben ätherischen Ölen, Aromastoffe und Wirkstoffe, die entzündungs- und krebshemmend sind. Die Nachfrage nach solchen Naturstoffen ist groß. Terpene im Labor nachzubilden, ist jedoch mühsam – denn der Syntheseweg ist aufwendig und die Ausbeute am Ende eher gering. Hier setzt das Projekt BioFlex an, das im Rahmen der Fördermaßnahme „Maßgeschneiderte biobasierte Inhaltstoffe“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung von 2017 bis 2020 mit insgesamt 900.000 Euro gefördert wurde.

Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Verfahrens, das eine flexible und effiziente Bioproduktion von Terpenen ermöglicht. An dem Vorhaben beteiligt waren die Dechema - Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie, das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) sowie als Industriepartner, die Phytowelt Green Technologies GmbH.

Bakterium als Terpenproduzent

Als Biofabrik zur Herstellung der Terpene diente dem Team der vielseitige Mikroorganismus Cupriavidus necator. Das Besondere des Bakteriums: Im Vergleich zu anderen in der Bioproduktion etablierten Organismen kann c. necator mit verschiedenen Kohlenstoffquellen arbeiten. „Normale Bakterien brauchen dafür in der Regel Zucker. C. necator hat den großen Vorteil, dass er mit Zucker und Kohlendioxid (CO₂) gleichermaßen arbeiten kann. Wenn man also einen Organismus hat, der nicht nur CO₂ einsparen, sondern sogar verbrauchen kann, ist das von Vorteil für die Biokatalyse und kann gleichzeitig einen Beitrag leisten, die Erderwärmung zu bremsen“, erklärt Guido Jach von der Phytowelt. Der Organismus nutzt also Kohlenstoffquellen wie CO₂ als Energiequelle, um daraus Biomasse wie Terpene herzustellen.

Im Fokus des Projektes stand die Produktion von Humulen – einem Terpen-Molekül, das über Aroma-Eigenschaften, aber auch entzündungs- und krebshemmende Eigenschaften verfügt und somit als Aroma- und Pharmawirkstoff, sowie Lebensmittelzusatzstoff interessant ist. Bislang gibt es jedoch noch kein Verfahren, das dieses Terpen in ausreichender Menge produziert. Dieser Herausforderung stellte sich das BioFlex-Team.

Pflanzliche Biokatalysatoren identifiziert

Aufgabe der Forschenden um Jach war es, die geeigneten pflanzlichen Biokatalysatoren zur Herstellung der Terpene zu charakterisieren und den Syntheseweg zu optimieren. „Das ist ein fünfstufiger Syntheseweg. Und für jeden Schritt haben wir geschaut, welche Enzyme aus welcher Pflanze am besten funktionieren und wie sie sich kombinieren lassen, damit das ganze System optimal läuft“, erläutert Jach. Bei der Auswahl der pflanzlichen Enzyme konzentrierte sich Phytowelt, als Spezialist für pflanzliche Biokatalysatoren, auf jene Pflanzen, von denen bereits bekannt war, dass sie Terpene herstellen können. Entscheidend war hier, dass C. necator mithilfe der Enzyme das für die Terpen-Herstellung erforderliche Zwischenprodukt Isopentenyl-Pyrophosphat ausgehend von Acetyl-CoA produziert.

Elastin ist eines der wichtigsten Spurenproteine, die in Geweben und Organen des menschlichen Körpers für Elastizität und Spannkraft sorgen. Diese Fasern sind ein Hauptbestandteil des Bindegewebes und können mit zunehmendem Alter, durch Umwelteinflüsse oder Unfälle ihre Elastizität verlieren und damit die Wundheilung beeinträchtigen. Diese nachlassende Elastizität erschwert vor allem bei großflächigen und chronischen Wunden die Heilung. Forschende vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS haben dafür eine Lösung parat. Sie entwickelten eine neuartige Wundauflage, die aus natürlichem Elastin besteht und den Heilungsprozess verbessert. Dafür wurde das Team von matriheal mit dem IQ Innovationspreis Halle ausgezeichnet. Damit verbunden ist ein Preisgeld von 5.000 Euro.

Natürliches Elastin aus Lebensmitteln nutzbar gemacht

Christian Schmelzer, Tobias Hedtke und Marco Götze sind die Entwickler dieser preisgekrönten Innovation. Sie haben ein spezielles Verfahren entwickelt, das die Nutzung von natürlichem Elastin ermöglicht. Dieses wird aus Nebenerzeugnissen der Lebensmittelindustrie gewonnen, kann aber normalerweise in Rohform nicht verarbeitet werden. Das matriheal-Team wandelt das Elastin jedoch in ein wasserlösliches Derivat um, was wiederum zu resorbierbaren Wundauflagematerialien in Form von Nanofaservliesen und Proteinschwämmen verarbeitet wird.

Verbesserte Wundheilung

Den Forschenden zufolge imitieren die entwickelten Materialien die mechanischen und biochemischen Eigenschaften der Haut durch die Kombination von natürlichen, biologisch abbaubaren Bestandteilen mittels sehr gut skalierbarer Herstellungsverfahren. Demnach sind die biobasierten Nanofaservliese auf Grund ihrer Mikrostruktur besonders gut zur Heilung von großflächigen Wunden wie Brandwunden geeignet, während das Quellvermögen der Proteinschwämme defektes Gewebe und tiefe Wunden füllen kann.

Unternehmensgründung geplant

Um das innovative Material auf den Markt zu bringen, ist die Gründung eines Unternehmens geplant. „Wir sind überzeugt davon, dass diese hallesche Innovation künftig eine wichtige Ergänzung bei der medizinischen Versorgung leisten kann und damit das Leben von vielen Menschen verbessern wird“, sagt Egbert Geier, Bürgermeister der Stadt Halle (Saale). Der IQ Innovationspreis wird von der Stadt, der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Technologie- und Gründerzentrum Halle GmbH vergeben.

Elastin is one of the most important trace proteins that provide elasticity and resilience in tissues and organs of the human body. These fibers are a main component of connective tissue and can lose their elasticity with age, due to environmental influences or accidents, and thus impair wound healing. This decreasing elasticity makes healing more difficult, especially in the case of large-area and chronic wounds. Researchers at the Fraunhofer Institute for Microstructure of Materials and Systems IMWS have a solution for this. They developed a novel wound dressing made of natural elastin that improves the healing process. For this, the matriheal team was awarded the IQ Innovation Prize Halle. This comes with prize money of 5,000 euros.

Natural elastin from food

Christian Schmelzer, Tobias Hedtke and Marco Götze are the developers of this award-winning innovation. They have developed a special process that makes it possible to use natural elastin. This is obtained from by-products of the food industry, but cannot normally be processed in its raw form. However, the matriheal team converts the elastin into a water-soluble derivative, which in turn is processed into absorbable wound dressing materials in the form of nanofiber fleeces and protein sponges.

Improved wound healing

According to the researchers, the developed materials mimic the mechanical and biochemical properties of skin by combining natural biodegradable components using highly scalable manufacturing processes. Consequently, the microstructure of the biobased nanofiber nonwovens makes them particularly well suited for healing large-area wounds such as burns, while the swelling capacity of the protein sponges can fill defective tissue and deep wounds.

Business formation planned

In order to bring the innovative material to market, the founding of a company is planned. "We are convinced that this Halle innovation will be able to make an important addition to medical care in the future and thus improve the lives of many people," says Egbert Geier, mayor of the city of Halle (Saale). The IQ Innovation Prize is awarded by the city, Martin Luther University Halle-Wittenberg and Technologie- und Gründerzentrum Halle GmbH.

Das Ziel: Ziel der neuen Förderinitiative „BioKreativ – Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ ist es, mithilfe des wissenschaftlichen Nachwuchses neuartige Anwendungsfelder und innovative Anwendungen für die Bioökonomie aufzuzeigen, in denen der Nachhaltigkeitsgedanke von Beginn an stringent mitgedacht wird. Es sollen neue Synergien zwischen dem kreativen Nachwuchs und etablierten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erzeugt werden, um den Nachwuchsgruppen Unterstützung und Stärkung bei zu erwartenden organisatorischen und thematischen Herausforderungen zu bieten. Darüber hinaus wird die Ausbildung und Qualifizierung des forschenden Nachwuchses im Bereich der Bioökonomie angestrebt.

Das Thema: Zuwendungszweck der neuen Förderinitiative ist es, Nachwuchswissenschaftlerinnen und wissenschaftlern aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie der Informationstechnologie ein verlässliches und attraktives Umfeld zu bieten, um sich intensiv mit Themen der Bioökonomie zu beschäftigen und sich mit eigenständigen und ambitionierten Forschungsarbeiten weiter zu qualifizieren. Wagemutiger Forschergeist und neuartiges offenes und kreatives Denken von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern soll unterstützt und für neue, innovative und risikoreiche Forschungsansätze im Sinne einer nachhaltigen Bioökonomie genutzt werden.

Die im Projekt verfolgten Lösungsansätze zur Realisierung der Bioökonomie müssen sich deutlich an den Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) orientieren und diese aufgreifen, damit die Bioökonomie einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Ziele leistet.

Die Förderung: Gefördert werden Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben von Nachwuchsgruppen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie der Informationstechnologie an Hochschulen, außerhochschulischen Forschungseinrichtungen sowie an Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft. Die Zusammensetzung der Nachwuchsgruppen ergibt sich aus der jeweiligen Themenstellung. Sozial-, Politik- und/oder Wirtschaftswissenschaftler/-innen können bei Bedarf in die Gruppe integriert werden.

Es können sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bewerben, die promoviert sind, aber noch keine Professur oder eine sonstige leitende Funktion innehaben. Antragsberechtigt sind Hochschulen, außeruniversitäre Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen, Landes- und Bundeseinrichtungen mit Forschungsaufgaben sowie Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, darunter insbesondere auch kleine und mittlere Unternehmen (KMU).

Es sind drei Auswahlrunden vorgesehen (in den Jahren 2024, 2025 und 2026). In der Regel werden Einzelprojekte oder im Ausnahmefall Verbundprojekte – auch mit internationalen Partnern – bis zu fünf Jahre gefördert. Die Größe der Nachwuchsgruppe sollte mindestens vier und maximal sieben Personen umfassen.

Projektskizzen für die vierte Auswahlrunde können bis zum 15. April 2024 eingereicht werden. Der Projektträger Jülich wurde mit der Abwicklung der Fördermaßnahme beauftragt. Ansprechpartnerin ist Eva Graf (ptj-biokreativ@fz-juelich.de).

Ihre Ziele teilt die Bioökonomie unter anderem mit dem „Europäischen Green Deal" und dessen Aktionsplan zur Förderung einer effizienteren Ressourcennutzung durch den Übergang zu einer sauberen und kreislauforientierten Wirtschaft und zur Wiederherstellung der Biodiversität und zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung. Auf nationaler Ebene wurde mit dem Kohleausstiegsgesetz vom August 2020 und dem damit umfassten „Kohleverstromungsbeendigungsgesetz" (KvbG) ein wichtiger Schritt innerhalb der Energiewende und hin zu einem klimaneutralen Wirtschaften vollzogen. Der Ausstieg aus der Kohleverstromung wird komplementiert durch das „Strukturstärkungsgesetz Kohleregionen" (StStG), das den erforderlichen Strukturwandel in den vom Ausstieg aus der Kohleverstromung besonders betroffenen Regionen unterstützt. Es fördert nicht nur alternative Energiequellen, sondern den Umbau treibhausgasintensiver und den Aufbau neuer, besonders klimaeffizienter Industrien. Hierzu ermöglicht es Investitionen in nachhaltige industrielle Produktionsweisen und zukunftsgerichtete Arbeitsplätze.

Eine der im Gesetz konkret genannten Maßnahmen ist der Aufbau einer „Modellregion Bioökonomie" im Rheinischen Revier (§ 17 Nr. 12). Diese trägt zur im Leitbild für das Rheinische Zukunftsrevier genannten Entwicklung einer Modellregion für geschlossene Stoffkreisläufe und Kreislaufwirtschaft bei, die neue Wertschöpfungen im Bereich der Bioökonomie etabliert (StStG, Anlage 3). Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert im Rahmen der Nationalen Bioökonomiestrategie sowie des Strukturstärkungsgesetzes eine breite Vielfalt von vielversprechenden Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsvorhaben (FuEuI) aus dem Bereich der Bioökonomie im Rheinischen Revier.

Das Ziel: Ziel der vorliegenden Förderrichtlinie "Begleitforschung zur Modellregion Bioökonomie im Rheinischen Revier" ist es, die Entwicklung der Modellregion Bioökonomie insgesamt sowie insbesondere das Zusammenspiel und die Hürden bei der Anwendung neuen Wissens kontinuierlich zu verfolgen, zu analysieren und die gesammelten Erfahrungen für andere Regionen und Anwendungskontexte zur Verfügung zu stellen. Die begleitende Forschung ist ein wichtiger Beitrag zur konkreten Ausgestaltung von Innovationen im Zusammenspiel unterschiedlicher Akteure im Kontext des Strukturwandels zu einer nachhaltigeren Wirtschafts- und Lebensweise.

Das Thema: Gefördert wird ein Verbund aus öffentlichen und privaten Einrichtungen für Forschung und Wissensverbreitung, Transfer und Innovationsvermittlung, der die Entwicklung der Modellregion Bioökonomie begleitet und ihre Fortschritte mit Blick auf wirtschaftliche Kennzahlen, Nachhaltigkeit und Klimaschutz sowie hinsichtlich des Erreichens strategischer Ziele der Nationalen Bioökonomiestrategie und des Strukturstärkungsgesetzes Kohleregionen kontinuierlich beobachtet und analysiert. Gefördert wir ein Verbund, der Fragen beantwortet und Aspekte bearbeitet und erforscht, die für den Erfolg der Modellregion Bioökonomie von besonderer Bedeutung sind. Der geförderte Verbund soll Ergebnisse aus den FuEuI-Projekten in der Modellregion Bioökonomie aufgreifen und deren Wirkung auf den Strukturwandel untersuchen. Die Ergebnisse der Förderung sollen dabei auch über die Region hinausweisen und Impulse für andere Regionen mit ähnlicher Ausrichtung als auch für das Feld der Bioökonomie insgesamt liefern.

Die Förderung: Die Förderdauer für den Forschungsverbund beträgt zunächst bis zu fünf Jahre. Abhängig von einer Zwischenbegutachtung frühestens nach drei Jahren und der weiteren Entwicklung der Modellregion sind weitere Förderphasen möglich. Einreichungsfrist war der 31. Mai 2021.

Ob Creme oder Lotion: Naturkosmetik liegt im Trend. Immer mehr Hersteller setzen daher auf natürliche Inhaltsstoffe, um der steigenden Nachfrage gerecht zu werden. BASF Care Creations bringt nun einen natürlichen Inhaltsstoff für Pflegeprodukte auf den Markt. Ende Juni gab das Ludwigshafener Unternehmen die Einführung des neuen Biopolymers namens Hydagen Clean bekannt. Es soll in Gesichtspflege-, Körperpflege- und Styling-Produkten synthetische Polymere ersetzen. Hydagen Clean besteht dem Unternehmen zufolge zu 100% aus natürlichen und nachwachsenden Rohstoffen und ist biologisch abbaubar.

Biopolymer aus der Konjakpflanze gewonnen

Bei dem neuen Biopolymer handelt es sich um einen sogenannten Rheologiemodifizierer, der bestimmte Eigenschaften wie ein gutes Hautgefühl bedienen soll. Der texturgebende Rohstoff Hydagen Clean wurde aus der Knolle der in Südwestchina heimischen Konjakpflanze gewonnen und kann sowohl in kaltem als auch heißem Wasser aufgelöst werden. BASF zufolge ist das neue Biopolymer für wässrige Anwendungen wie Gele, Fluide und Seren, aber auch für Produkte wie Augenpads geeignet, wo es in Formulierungen mikrobiomfreundlich ist und eine kühlende Wirkung hat.

Stärkung des Biopolymer-Portfolios

Das neue Biopolymer Hydagen Clean reiht sich damit in eine Reihe natürlicher Produkte ein, die BASF Care Creations im Portfolio hat. Dazu gehören unter anderem auch Biopolymere aus Algen. "Die Markteinführung von Hydagen Clean ist ein wichtiger Beitrag zur Stärkung des Biopolymer-Portfolios von BASF und unseres Engagements für Nachhaltigkeit", so Jason McAlpine, Vice President Business Management Personal Care Europe. Erst im Mai hatte BASF angekündigt, die eigene Produktion für Waschmittelenzyme auszubauen, um ihre Nachhaltigkeitsprofil zu stärken. Dafür investiert das Unternehmen aus Ludwighafen gemeinsam mit Sandoz, einer Tochter des Schweizer Biotech- und Pharmakonzerns Novartis, in den Novartis-Campus Kundl/Schaftenau.

Whether cream or lotion: natural cosmetics are in vogue. More and more manufacturers are therefore turning to natural ingredients to respond to the growing demand. BASF Care Creations is now launching a natural ingredient for skin care products. At the end of June, the Ludwigshafen-based company announced the launch of a new biopolymer called Hydagen Clean. It is designed to replace synthetic polymers in facial care, body care and styling products. According to the company, Hydagen Clean is made from 100% natural and renewable raw materials and is biodegradable.

Biopolymer derived from the konjac plant

The new biopolymer is a so-called rheology modifier and is said to serve certain properties such as a good skin feel. The texturizing raw material, Hydagen Clean, was extracted from the tuber of the konjac plant native to southwest China and can be dissolved in both cold and hot water. According to BASF, the new biopolymer is suitable for aqueous applications such as gels, fluids and serums, but also for products such as eye pads, where it is microbiome-friendly in formulations and has a cooling effect.

Strengthening the biopolymer portfolio

The new biopolymer Hydagen Clean thus joins a range of natural products that BASF Care Creations has in its portfolio. Among these are biopolymers made from algae. "The launch of Hydagen Clean is an important contribution to strengthening BASF's biopolymer portfolio and our commitment to sustainability," said Jason McAlpine, Vice President Business Management Personal Care Europe. Just in May, BASF announced plans to expand its own production of detergent enzymes to strengthen its sustainability profile. To this end, the Ludwighafen-based company is investing in the Novartis campus in Kundl/Schaftenau together with Sandoz, a subsidiary of the Swiss biotech and pharmaceutical group Novartis.

Leguminosen wie Erbsen und Soja sind wertvolle Proteinquellen zur Herstellung von Lebens- und Futtermitteln. Aber nicht nur das: Sie sind auch wichtige Helfer, um die Landwirtschaft nachhaltiger zu machen. Ihre Fähigkeit, mithilfe von Bakterien über die Wurzeln Stickstoff aus der Luft zu binden, macht Hülsenfrüchte zu einer wichtigen Zwischenfrucht, die den Boden verbessern kann. Doch der Anbau von Eiweißpflanzen ist noch immer eine Nische und Europa auf Importe angewiesen. Experten befürchten, dass der anhaltende Trend zu veganen und vegetarischen Produkten schon bald zu Engpässen bei der Versorgung pflanzlicher Proteine führen kann. Eine neue Wissensplattform will ab sofort heimische Eiweißpflanzen ins Rampenlicht stellen und so den Anbau von Leguminosen innerhalb Europas ankurbeln.

Kompaktes Wissen zum Leguminosenabau

Die Webseite „Legume Hub“, die am 1. Juli online ging, versteht sich als eine Plattform zum Wissensaustausch. Experten und Expertinnen aus Praxis und Forschung sollen hier ihre Expertisen zum Anbau von Erbsen und Co. bündeln. Im Fokus steht die Vermittlung von Wissen, Erkenntnissen, aber auch erfolgreichen Praktiken entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Pflanzenzüchtung über den Landwirtschaftsbetrieb bis hin zur Verarbeitung und dem Verbrauch von Leguminosen. Der Legume Hub ist das Ergebnis des Projektes „Legumes Translated“, das im Rahmen des Europäischen Forschungsprogrammes Horizon 2020 gefördert wurde.

Legume-Hub-Community sucht Mitglieder

Die Wissensplattform setzt hierbei auf Experten und Expertinnen aus Praxis und Forschung, die ihr Wissen zum Anbau der Eiweißpflanzen mit der Community teilen. „Alle, die über praktisches oder forschungsbasiertes Fachwissen verfügen, sind eingeladen, sich zu registrieren und damit der Legume-Hub-Gemeinschaft beizutreten,“ sagt Jens Dauber vom Thünen-Institut für Biodiversität in Braunschweig, der das EU-Projekt koordinierte. Texte, Forschungsberichte und Videos können von den Mitgliedern der Legume-Hub-Gemeinschaft auf der Webseite veröffentlicht und so einer breiten interessierten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

Smart-Farming-Lösungen aus einer Hand – das wollen Bosch und BASF künftig mit ihrem zu gleichen Teilen geschlossenen Joint Venture Bosch BASF Smart Farming GmbH (BBSF) anbieten. Weltweit haben die Kartellbehörden dafür nun die Zustimmung erteilt. Die Firma hat ihren Hauptsitz in Köln angesiedelt. Erste Märkte für das gemeinsame Smart Spraying sollen Nordamerika, Südamerika und Europa sein, wie die Partner Ende Juni 2021 mitgeteilt haben.

70% weniger Herbizidbedarf

Die Smart-Spraying-Lösung kombiniert eine hochentwickelte Kamerasensorik und Bilderkennungssoftware mit einer Software zur agronomischen Entscheidungsfindung. Bosch zufolge kann das System in Millisekunden zwischen Unkräutern und Nutzpflanzen unterscheiden und entscheiden, ob an dieser Stelle ein Pflanzenschutzmittel ausgebracht werden sollte. Die eingesetzte Menge Herbizid auf einem Acker soll so gegenüber herkömmlichen Methoden um bis zu 70% verringert werden können. Das System soll sowohl vor als auch nach dem Auflaufen der Saat funktionieren, und das rund um die Uhr.

Erfolgreiche Feldtests in unterschiedlichen Klimata

„Mit der kartellrechtlichen Genehmigung haben wir einen weiteren wichtigen Meilenstein erreicht, freut sich Florian Gwosdz, Geschäftsführer von BBSF. „Darüber hinaus haben wir unsere Produkte mit unseren Herstellern erfolgreich unter verschiedenen klimatischen Bedingungen getestet.“ Die Smart-Spraying-Lösung liefere beständig positive Testergebnisse, was zeige, dass diese Kombination aus Hardware, Software und agronomischer Logik funktioniere.

Ökologische und ökonomische Vorteile

Silvia Cifre Wibrow, Geschäftsführerin von BBSF, betonte bei der Vorstellung des Joint Ventures die ökologischen Vorteile: „Die Fähigkeit der Smart-Spraying-Lösung, Unkräuter zu erkennen und zu entscheiden, ob Herbizide aufgebracht werden müssen und diese falls nötig zu spritzen, ist einzigartig. So werden Unkräuter nur dort bekämpft, wo sie Nutzpflanzen schaden können.“ Das sei gut für die Umwelt und biete Landwirten finanzielle Vorteile.

BBSF beabsichtigt, begrenzte Stückzahlen der Smart-Spraying-Lösung noch in diesem Jahr auf den Markt zu bringen.

Smart farming solutions from a single source - that's what Bosch and BASF want to offer in the future with their joint venture Bosch BASF Smart Farming GmbH (BBSF), in which they have equal shares. The antitrust authorities worldwide have now given their approval for this. The company is headquartered in Cologne. The first markets for the Smart Spraying will be North America, South America and Europe, as the partners announced at the end of June 2021.

70% less herbicide needed

The Smart Spraying solution combines advanced camera sensor technology and image recognition software with agronomic decision-making software. According to Bosch, the system can distinguish between weeds and crops in milliseconds and decide whether a crop protection product should be applied to a given area. The amount of herbicide applied to a field is said to be reduced by up to 70% compared to conventional methods. The system is designed to work both before and after seed emergence, and around the clock.

Successful field tests in different climates

"With the antitrust approval we have reached another important milestone, Florian Gwosdz, Managing Director of BBSF, is pleased to announce. " Furthermore, we have successfully tested our products with our manufacturers under different climatic conditions." He said the Smart Spraying solution consistently delivered positive test results, showing that this combination of hardware, software and agronomic logic works.

Ecological and economic advantages

Silvia Cifre Wibrow, Managing Director of BBSF, emphasized the ecological advantages when presenting the joint venture: "The ability of the Smart Spraying solution to detect weeds and decide whether to apply herbicides and spray them if necessary is unique. As a result, weeds are controlled only where they can harm crops." That's good for the environment and offers financial benefits to farmers, he said.

BBSF intends to launch limited quantities of the Smart Spraying solution later this year.

Die fossilen Ressourcen sind aufgebraucht, die Erde ist unbewohnbar geworden. Auf dem Planeten Horizon hat die Weltbevölkerung ein neues Zuhause gefunden. Doch der einflussreiche Alpha-Rat beutet Mensch und Umwelt rücksichtslos aus. Gegen diese Herrschaft formiert sich Widerstand. Eine kleine Gruppe von Umwelt-Agenten will den Planeten vor dem Untergang retten. Was wie der Anfang eines neuen Science-Fiction-Romans klingt, ist ein Wissenschaftsspiel zur Bioökonomie. Spieler und Spielerinnen sollen hier mit bioökonomischen Lösungsansätzen den fiktiven Planeten Horizon retten. Unter dem Stichwort „Aktion BEN“ (Bio Economy Now) können sich Interessierte als Umwelt-Agenten der „Rebellion“ anschließen.

Fiktiven Planeten auf Bioökonomie umstellen

Den Spielerinnen und Spielern bleiben etwa 45 Minuten, um Auswege aus einer ressourcenfressenden und mineralölbasierten Ökonomie zu suchen und Gesellschaft und Wirtschaft des Planeten auf Bioökonomie umzustellen. Dafür dringt das Team in die Planungszentrale des Alpha-Rats ein und muss die Planungsunterlagen für das kommende Wirtschaftsjahr auf eine biobasierte Wirtschaft umstellen. Zur Lösung der Aufgaben und Rätsel stehen den Mitspielenden aktuelle Forschungsergebnisse zur Verfügung. In kürzester Zeit müssen die frisch gekürten Agentinnen und Agenten Entscheidungen fällen, wie etwa, ob der Müll mithilfe von Mikroorganismen abgebaut oder weiterhin in Deponien gelagert werden soll.

Wissensspiel für Schüler und junge Erwachsene

Ab dem 12. Juli 2021 tourt das Wissenschaftsspiel als mobiler Escape Room durch Deutschland und macht an insgesamt 15 Stationen halt. Festivals und Science Center sind dabei die Plattform für das Escape Game. Die Tour startet beim Festival TheaterFormen in Hannover und endet nach Stopps in Kiel, Braunschweig, Hamburg, Flensburg, München, Köln und Dresden Mitte November in Oldenburg. Das Escape Game BioEconomy Now! ist aber auch als Online-Spiel verfügbar. Es richtet sich vor allem an Kinder und Jugendliche ab 10 Jahren sowie junge Erwachsen zwischen 20 und 29 Jahren.

Knapp 40% der weltweiten CO₂-Emissionen gehen auf das Konto der Baubranche. Vor allem der Gebäudesektor, wo das Bauen mit Zement noch immer dominiert, ist für das Gros der Treibhausgase verantwortlich. Doch die Branche ist im Umbruch und will nachhaltiger werden. Wie das geht, davon können sich Besucher des Botanischen Gartens der Universität Freiburg ab sofort überzeugen. Forschende der Universitäten Freiburg und Stuttgart präsentieren hier den livMatS-Pavillon – ein Gebäude, das aus Flachsfasern erbaut wurde.

Ressourcenschonende Bauweise

Bei der Wahl des natürlichen Baustoffes entschieden sich die Forschenden bewusst gegen Holz, da der Rohstoff im Vergleich zu Flachs nur langsam nachwächst. Flachsfasern werden zwar in anderen Bereichen wie der Automobilindustrie schon genutzt. Der Pavillon im Botanischen Garten ist den Forschenden zufolge jedoch das erste Bauwerk, das komplett aus dieser uralten Faser errichtet wurde.

Kakteen als Vorbild für Form und Struktur

Bei Form und Struktur ließen sich die Forschenden von Kakteen inspirieren. Die strukturellen und mechanischen Eigenschaften der Pflanze zu verstehen und bautechnisch umzusetzen, sei eine Herausforderung gewesen, hieß es bei der Online-Präsentation des Natur-Pavillons. Neben der Nutzung des natürlichen Baustoffes Flachs konnten die Forschenden mithilfe digitaler Planung und Fertigung auch Material einsparen. Im Vergleich zum Bauen mit massiven Holzplatten seien hier Materialeinsparungen von 80% möglich, hieß es.

Das futuristische Gebäude ist nicht nur nachhaltig, sondern auch funktional. Den Forschenden zufolge entspricht die Festigkeit der Flachsfaser etwa einem Drittel einer Karbonfaser. Die Tragfähigkeit sei kein Problem, da durch die Verdichtung der Fasern nahezu jede Tragfähigkeit erreicht werden könne. Eine Kunststoffhülle schützt den Pavillon. Dieser Wetterschutz besteht zwar aus Polykarbonat, ist jedoch sortenrein und kann problemlos wiederverwertet und in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Forschung kommunizieren

Der livMatS-Pavillon, eine Komposition aus natürlichem Baustoff, bioinspirierter Struktur sowie digitaler Planung und Fertigung, ist ein Beispiel, wie nachhaltiges Bauen in Zukunft gelingen kann. Der Standort des Pavillons im Botanischen Garten wurde bewusst gewählt. Auf diese Weise wollen die Forschenden ihre Arbeit einer breiten Öffentlichkeit zugänglich machen und die Kommunikation fördern. Unter dem Dach des bioinspirierten Gebäudes sollen bald schon Veranstaltungen für Besucher stattfinden.

Almost 40% of global CO2 emissions can be attributed to the construction industry. The building sector in particular, where construction with cement still dominates, is responsible for the majority of greenhouse gases. But the industry is undergoing a transformation towards more sustainability. Visitors to the Botanical Garden at the University of Freiburg can now see for themselves how this can be done. Researchers from the universities of Freiburg and Stuttgart are presenting the livMatS pavilion here - a building constructed from flax fibers.

Resource-saving construction method

When choosing the natural building material, the researchers deliberately decided against wood, as this raw material only grows slowly compared to flax. Flax fibers are already used in other areas such as the automotive industry, however, according to the researchers, the pavilion in the Botanical Garden is the first structure to be built entirely from this fiber.

Cacti as inspiration for shape and structure

The researchers were inspired by cacti when it came to shape and structure. Understanding the structural and mechanical properties of the plant and implementing them in construction was a challenge, they said during the online presentation of the nature pavilion. In addition to using flax as a natural building material, the researchers were also able to save materials with the help of digital design and fabrication. Compared to building with solid wooden panels, material savings of 80% were possible.

The futuristic building is not only sustainable, but also functional. According to the researchers, the strength of the flax fiber is about one-third that of a carbon fiber. The load capacity is not a problem, they say, because almost any load-bearing capacity can be achieved by compacting the fibers. A plastic cover protects the pavilion. Although this weather protection is made of polycarbonate, it is single-grade and can be recycled and returned to the cycle without any problems.

Communicating research

The livMatS pavilion, a composition of natural building material, bio-inspired structure, and digital design and manufacturing, is an example of how sustainable building can succeed in the future. The pavilion's location in the Botanical Garden was deliberately chosen. In this way, the researchers want to make their work accessible to a broad public and promote communication. Events for visitors will soon be held under the roof of the bio-inspired building.

Wer sich schon einmal in der Sommersonne angestrengt hat, kennt das Dilemma: Schweiß kühlt den Körper zwar ausgezeichnet, entzieht ihm aber auch Feuchtigkeit und wichtige Mineralstoffe. Pflanzen haben einen ähnlichen Zielkonflikt: Sie besitzen Poren, durch die sie einerseits das für die Photosynthese essenzielle Kohlenstoffdioxid aufnehmen. Andererseits verlieren sie durch die geöffneten Poren Feuchtigkeit. Bei großer Trockenheit schließen Pflanzen deshalb einen Teil ihrer sogenannten Stomata. Ein Würzburger Forschungsteam hat nun einen Ansatz identifiziert, wie Pflanzen sich noch besser dagegen schützen könnten auszutrocknen.

Innendruck der Schließzellen maßgeblich

Ob Stomata geöffnet oder geschlossen sind, regeln Schließzellen, die die Poren umgeben. Erhöht sich der Innendruck dieser Zellen, drücken sie sich auseinander und öffnen die Pore. Sinkt der Innendruck aber, erschlaffen die Zellen und schließen die Pore wieder. Die biochemische Regulation dieses Prozesses ist so kompliziert, dass es der Pflanzenforschung bislang nicht gelang, einzugreifen. Ein Team der Universität Würzburg hat nun mit einem Trick einen Weg um das Problem herum gefunden.

Anionenkanal steuert Zellinnendruck

Die Fachleute bauten in die Zellen von Tabakpflanzen einen optogenetischen Schalter ein, wie sie im Fachjournal „Science Advances“ berichten. Bei diesem Schalter handelt es sich um ein Protein, dessen Aktivität durch Lichtimpulse ein- und ausgeschaltet werden kann. Dieses Protein namens ACR1 fungiert als Transportkanal durch die Zellmembran. Ist der Kanal aktiv, strömen Chloridionen aus der Schließzelle heraus und Kaliumionen folgen. Dadurch erschlafft die Zelle und das Stoma schließt sich innerhalb von 15 Minuten. „Der Lichtpuls ist wie eine Fernbedienung für die Bewegung der Stomata”, erläutert Biophysiker Rainer Hedrich von der Universität Würzburg.

Schalter umgeht gewöhnliche Regulation

Der Clou dabei: Auf diese Weise blieb der natürliche Regulationsprozess der Stomata komplett außen vor und das Team konnte belegen, dass allein die Aktivierung des Proteins ACR1 dafür sorgt, dass sich die Stomata schließen. Gelingt es nun, Pflanzen zu züchten, deren Schließzellen eine besonders große Anzahl ACR1-Kanäle besitzen, würden diese Pflanzen ihre Poren bei Trockenheit schneller schließen und weniger Wasser verlieren.

Darüber hinaus freuen die Forschenden sich über einen weiteren Nutzen der Methode: „Unser neues optogenetisches Werkzeug hat enormes Potenzial für die Forschung“, urteilt Hedrich. „Mit ihm können wir neue Einsichten gewinnen, wie Pflanzen ihren Wasserverbrauch regulieren und wie die Fixierung von Kohlendioxid und die Bewegungen der Stomata gekoppelt sind.“

Die Biotechnologie nutzt sie schon lange zur Herstellung von Medikamenten oder Biokraftstoffen: Pilze. Denn Pilze gibt es überall – in Lebensmitteln wie Wein und Käse genauso wie in Böden, Pflanzen und – auch auf der Haut können sie sich ansiedeln. Auf der Suche nach natürlichen und schnell nachwachsenden Rohstoffen rücken diese Mikroorganismen immer mehr in den Fokus der Bioökonomie. Mikrobiologin Vera Meyer ist überzeugt, dass man mit Pilzen fast alles machen kann – sogar Häuser und Möbel bauen. Den Beweis dafür liefert die Berliner Forscherin mit ihrem Wissenschafts- und Kunstkollektiv MY-CO-X. Im Rahmen der Ausstellungsreihe „tinyBE“ präsentiert das Team im Frankfurter Metzlerpark eine Skulptur aus Pilzen, die bewohnbar ist.

Wände und Möbel aus Zunderschwamm

Das sogenannte MY-CO-SPACE ist etwa 20 m² groß und bietet Platz für zwei Personen. Vorbild für die Architektur ist eine Raumkapsel. Die Fassade des futuristischen Gebildes besteht aus einer tragenden Sperrholzkonstruktion, die 300 wabenförmige Pilzmyzel-Elemente miteinander verbindet. Dabei handelt es sich um Pilz-Stroh-Verbundstoffe, die komplett biologisch abbaubar sind. Die Wandteile wurden mit dem Zunderschwamm (Fomes fomentarius) ausgefüllt. Auch bei der Herstellung von Stuhl und Bett war der Pilz behilflich.

Mit Pilzmaterialien zur Kreislaufwirtschaft

„Es geht um nichts weniger als komplett neu zu denken: Wie wollen wir in Zukunft leben? Wie ist das, mit begrenzten Ressourcen zu leben, zu wohnen? Geht das unbeschwert?“, erklärt Vera Meyer. Mit dem Pilzhaus will das Team von Fachleuten aus Forschung, Architektur und Design nicht nur zeigen, welches enorme Potenzial in Pilzen steckt, sondern auch, wie man mit diesem Biomaterial neue, zirkuläre Wirtschaftskreisläufe initiieren und Ressourcenknappheit entgegenwirken kann.

Das Pilzhaus ist noch bis Ende September im Frankfurter Metzlerpark zu sehen und kann sogar für eine Übernachtung gebucht werden.