Chemie

Wasser ist nicht nur ein wichtiges Lebensmittel, sondern auch eine wichtige Ressource für Landwirtschaft und Industrie. Doch auch in Deutschland gibt es bereits Regionen, in denen die Wasservorräte durch Trockenheit und Dürre knapp werden. Die Abwasseraufbereitung  wird daher immer wichtiger. Kommunale Kläranlagen sorgen bundesweit dafür, dass Abwässer biologisch gereinigt und das gereinigte Wasser möglichst schadstofffrei wieder in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgeführt und später als Trinkwasser wieder genutzt werden kann.

Neben Wind- und Sonnenenergie ist die Erzeugung von Biogas eine wichtige Säule, um unabhängig von fossilen Energieträgern wie Erdgas und Erdöl zu werden. Mit derzeit rund 9.600 Biogasanlagen ist Deutschland der weltweit größte Biogasproduzent. In den Anlagen werden pflanzliche oder tierische Reststoffe mit Hilfe von anaeroben Bakterien zu Biogas vergoren. Doch das Potenzial der Anlagen ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft.

Ob Wurst und Käse oder Obst und Gemüse: Lebensmittel müssen oft vor Feuchtigkeit, Sauerstoff und mechanischer Beanspruchung geschützt werden, damit sie lange genießbar bleiben. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen und -folien. Partner aus Forschung und Industrie haben nun eine biobasierte Kunststofffolie für Lebensmittelverpackungen entwickelt, die deutlich bessere Barriereeigenschaften gegenüber Luft und Wasser aufweist als vergleichbare erdölbasierte Lebensmittelfolien.

Papierhandtücher sind praktisch und haben vielerorts das klassische Stoffhandtuch im Sanitärbereich oder in der Küche ersetzt. Entsprechend groß ist die Abfallmenge, die durch den einmaligen Gebrauch entsteht. Rund 70.000 Tonnen landen bundesweit jährlich im Müll und werden verbrannt. Dabei gelangt klimaschädliches CO₂ in die Umwelt. Im Projekt Cell2Cell wollen Forscherinnen und Forscher diesen Abfall nun in einen Wertstoff für die biotechnologische Produktion umwandeln.

Mit den ERC Starting Grants fördert der Europäische Forschungsrat jährlich herausragende Forschungsprojekte von exzellenten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern am Anfang ihrer Karriere. Die Projekte der Forschenden werden über einen Zeitraum von fünf Jahren mit insgesamt 1,5 Mio. Euro unterstützt. Einer, der die begehrte Förderung einwerben konnte, ist Markus Jeschek von der Universität Regensburg. Der Professor für Synthetische Mikrobiologie erhält die Förderung für das Projekt „Biosensing by Sequence-based Activity Inference“ – kurz BiosenSAI.

Lebensmittelverpackungen sollen vor allem eines: Lebensmittel schützen, damit sie genießbar bleiben und unbeschadet beim Verbraucher ankommen. Bisher werden dafür meist erdölbasierte Kunststoffe verwendet. Doch der Trend weg von fossilen Rohstoffen stellt auch die Verpackungsindustrie vor neue Herausforderungen. Nachhaltige Alternativen sind gefragt, um Ressourcen und Umwelt gleichermaßen zu schonen.

Nachwachsende Rohstoffe wie Holz oder Stroh sind nur zwei Ressourcen, die in der chemischen Industrie die endliche Ressource Erdöl ersetzen und die Branche umweltfreundlicher machen können. Bei der Herstellung nachhaltiger Chemikalien und Produkte sind es vor allem Start-ups, die mit Innovationen vorangehen. Auf dem Investor Forum 2023 des Internationalen Kompetenzzentrums Nachhaltige Chemie (ISC3) konkurrieren am 28. September in Bonn die besten Ideen bei der mittlerweile vierten ISC3 Innovation Challenge um den Innovation Award.

Die Synthetische Biologie zielt darauf ab, komplexe biologische Prozesse im Labor gezielt zu entwerfen, nachzubauen oder zu verändern. Einer der wichtigsten biologischen Prozesse ist die Photosythese.

Mikroorganismen wie Bakterien, Hefen oder Schimmelpilze sind Meister der Stoffumwandlung und seit jeher wichtige Werkzeuge der Biotechnologie. Mit ihrer Hilfe lassen sich Materialien produzieren, die von Natur aus biobasiert und biologisch abbaubar sind – beispielsweise Biokunststoffe. Das Problem: Nicht alle Bakterien, die für die Biotechnologie interessant sind, bringen die gewünschte Leistung, denn sie lassen sich nur schwer bändigen.