Chemie – Die Flügel eines Schmetterlings oder die Federn eines Pfaus begeistern mit ihrer Farbenpracht. Ihre Farben verdanken sie aber nur zum Teil bunten Pigmenten. Vielmehr lassen winzige Strukturen die Teile des einfallenden Lichts reflektieren und die Farbe leuchten. Nun hat eine Forschungsgruppe der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa in der Schweiz ein Material nach diesem Vorbild entwickelt, wie Roland Knauer im Tagesspiegel berichtet. Statt herkömmlicher Farbpigmente kommen hier winzige Strukturen zum Einsatz, die das Licht reflektieren und so Farben erzeugen. Den Forschenden zufolge besteht das innovative Material aus Hydroxypropyl-Cellulose (HPC). Es wird aus Cellulose hergestellt und bildet Flüssigkristalle ähnlich denen in LCD-Displays, wenn man Wasser dazugibt. Durch die Zugabe von Kohlenstoff-Nanoröhrchen kann das Material elektrischen Strom leiten und seine Farbe ändern, wenn Spannung angelegt wird. Zudem verwenden die Forschenden Cellulose-Nanofasern, um die Mischung per 3D-Drucker aufzubringen. Dies ermöglicht die Herstellung von Sensoren, die ihre Farbe ändern, wenn sie verformt werden. Ein entscheidender Vorteil ist, dass zur Herstellung des innovativen Materials heimische Cellulose als Rohstoff genutzt wird und somit eine nachhaltige Alternative zu seltenen Erden darstellt, die in der Elektronikproduktion Verwendung finden und häufig aus China importiert werden müssen. Mit den Flüssigkristallen auf Holzbasis steht demnach ein neuer nachhaltiger Farbstoff für bunte Bildschirme zur Verfügung.

Biotechnologie – Sie sind winzig und für das menschliche Augen nicht sichtbar. Und doch sind sie allgegenwärtig: Mikroorganismen. Die Vielfalt der Mikroben ist so faszinierend wie ihre Fähigkeiten. Bier, Wein, Brot oder Käse wären beispielsweise ohne sie nicht denkbar. Die Helden der Fermentation wirken aber auch in den Stahltanks der Biotechnologie-Industrie. Sie lassen sich umfunktionieren, so dass neue biobasierte Produkte entstehen können. Was Bakterien, Hefen und Pilze so faszinierend macht, welche Bedeutungen sie für den Menschen haben und welches Potenzial sie für die CO₂-Neutralität haben, darüber berichtet Lena Meyer in der Süddeutschen Zeitung.

Landwirtschaft – Methan (CH₄) gehört neben Kohlendioxid (CO₂) zu den klimaschädlichsten Treibhausgasen. Etwa ein Drittel der Erderwärmung geht auf das Konto von CH₄. In Deutschland stößt die Landwirtschaft am meisten davon aus, ihr Anteil liegt bei rund 65 % der Methanemissionen, wie Carolin Wahnbaeck in der Zeit berichtet. Hauptursache ist der Methanausstoß der Rinder. Kühe produzieren täglich große Mengen des Treibhausgases, weil Heu und Gras als Futter nur schwer verdaulich sind. Daher versuchen Forschende seit langem, dem Kuhpansen die Gasproduktion abzugewöhnen. Die kanadische Zuchtfirma Semex hat beispielsweise genetisch veränderte Rindersamen entwickelt, die „methaneffiziente" Kühe hervorbringen sollen. Milchkuh-Herden könnten damit 1,5 % weniger Methan ausstoßen, prognostiziert die Firma. Einen besseren Effekt versprechen sich Nutztierexperten durch die Anpassung der Futtermittel, etwa durch die Zugabe von Seetang. Studien zufolge würden damit 80 % weniger CH₄ im Verdauungstrakt des Rindviehs gebildet. Parallel dazu wird auch an Filtern geforscht, die Methan aus der Luft entfernen.

Kreislaufwirtschaft – Deutschland ist Weltmeister im Mülltrennen. Doch trotz Grünem Punkt und Wertstofftonne wird immer noch zu viel Müll verbrannt. Dabei werden viele Rohstoffe verschwendet. Inzwischen gibt es mit „Cradle to Cradle“ ein Prinzip, das dafür sorgen kann, dass mehr Materialien wiederverwendet werden, wie ein Bericht in der Frankfurter Rundschau zeigt. „Cradle to Cradle“ (C2C) bedeutet übersetzt „von der Wiege zur Wiege“ und orientiert sich an den Kreisläufen der Natur. Nach diesem Vorbild wird bei C2C bereits bei der Entwicklung von Produkten an die spätere Nutzung gedacht. Die Idee: Alle Materialien, die in einem Produkt verbaut sind, sollen nach dem Gebrauch wiederverwertet oder wiederverwendet werden können. Voraussetzung dafür ist, dass sich die einzelnen Komponenten vollständig und sortenrein trennen lassen. Außerdem sollen die natürlichen Verbrauchsmaterialien biologisch abbaubar bleiben, damit sie am Ende der Nutzungsdauer kompostiert werden können. Produkte, die nach diesem Prinzip hergestellt wurden, gibt es bereits und sind entsprechend mit C2C gekennzeichnet.