Die Chemieindustrie steht unter Druck Emissionen zu senken und fossile Rohstoffe zu ersetzen. Im EU-Doktorandennetzwerk B3PO sollen deshalb neue Polymere und Materialien aus Biomasse entstehen, vor allem aus Lignin aus der Holz- und Papierindustrie. Das Projekt wird im Programm Marie Skłodowska Curie Actions (MSCA) gefördert, hat eine Laufzeit von drei Jahren und erhält dafür 4,3 Millionen Euro aus dem EU Haushalt.

Zwei Wege zu biobasierten Polymerbausteinen

Der Verbund verfolgt zwei komplementäre Strategien. Erstens wird Lignin als natürliches Biopolymer gezielt enzymatisch verändert, damit sich daraus funktionalisierte Werkstoffe herstellen lassen. Dazu gehören Schritte wie die Aufbereitung und Mischung verschiedener Ligninfraktionen sowie eine selektive chemoenzymatische Funktionalisierung. Zweitens sollen biotechnologische Prozesse neue Monomere liefern, also kleine Bausteine, aus denen Polymere aufgebaut sind.

Ein Beispiel sind biobasierte Lactone. Das sind ringförmige Moleküle, die sich in einer Ringöffnungspolymerisation zu neuen Copolyestern verbinden lassen. Die Forschenden kombinieren dazu Stoffwechselengineering, Enzymengineering und Bioprozessengineering, um passende Vorstufen aus biogenen Rohstoffen zu erzeugen.

Materialanwendungen und Nachwuchs für die grüne Chemie

Im Fokus stehen Anwendungen, bei denen heute oft erdölbasierte Kunststoffe dominieren. B3PO nennt als Zielmärkte unter anderem Klebstoffe, Beschichtungen und biomedizinische 3D Materialien. Auch der Abbau und die Wiederverwertung der neuen Polymere wird mit untersucht, damit Materialien nicht nur biobasiert, sondern möglichst auch recycelbar oder biologisch abbaubar sind.

Neben der Forschung ist die Ausbildung zentral. Im Netzwerk sollen 15 Promovierende in einem Doppelabschlussprogramm an der Schnittstelle von industrieller Biotechnologie und Polymerwissenschaft arbeiten. Beteiligt sind neun Einrichtungen in Europa sowie assoziierte Industriepartner, darunter Henkel und weitere Unternehmen aus der Enzym- und Beschichtungsbranche.

ag