Chemie

Symbiose einer Grünalge durchleuchtet

Als Sauerstoffproduzenten und CO₂-Speicher tragen Algen zum Überleben des marinen Ökosystems bei und leisten damit auch einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz. Auch für die Industrie sind Algen, wie die Grünalge Ulva, längst zu einer wichtigen Rohstoffquelle geworden. Aus ihnen werden Wirkstoffe für die Medizin oder biobasierte Chemikalien gewonnen, Lebens- und Futtermittel oder Kosmetikprodukte hergestellt.

Mit Plasma zu pflanzenbasierten Papierbeschichtungen

Papier ist aus unseren Alltag nicht wegzudenken. Vor allem die Verpackungsindustrie ist auf den Wertstoff angewiesen und sieht darin zunehmend eine Alternative zu Kunststoffverpackungen. Doch gerade hier sind dem Einsatz noch Grenzen gesetzt, denn Papier reagiert empfindlich auf Feuchtigkeit, Hitze und Sauerstoff und ist daher nicht so lange haltbar. Um die Haltbarkeit zu verlängern, werden Papierverpackungen daher meist mit Kunststoffen beschichtet, die jedoch das Recycling erschweren.

Synthetische Biologie: Mikrobielle Gemeinschaften entwerfen

Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Viren agieren nie allein. Sie bilden Gemeinschaften, interagieren und beeinflussen damit maßgeblich Mensch und Natur. Ein Beispiel dafür ist die mikrobielle Gemeinschaft im menschlichen Darm, das sogenannte Mikrobiom. Erst durch das Zusammenspiel der Mikroorganismen werden Nährstoffe verstoffwechselt und für den Körper nutzbar gemacht. Ist das Mikrobiom jedoch falsch zusammengesetzt, kann das zu gesundheitlichen Problemen führen. 

Potenzial naturfaserverstärkter Kunststoffe erschließen

Naturfaserverstärkte Kunststoffe (NFK) bieten viele Vorteile, doch ihr Potenzial ist bei weitem nicht ausgeschöpft. Vor allem ihr Einsatz in technischen Kunststoffbauteilen ist derzeit noch begrenzt. Im Verbundprojekt NaFiTech wollen Forschende vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) in Darmstadt gemeinsam mit Partnern aus der Industrie eine solide Datenbasis erarbeiten, um die Perspektiven dieser vielversprechenden Materialien fundiert bewerten zu können.

Historische Bücher vor dem „roten Zerfall“ retten

Bucheinbände bestehen heutzutage meist aus Papier oder Pappe. Bücher mit Ledereinband sind hingegen eine Rarität und eher bei älteren Ausgaben zu finden. Doch an vielen Ledereinbänden aus dem 19. Jahrhundert nagt der Zahn der Zeit. Die Oberflächen sind rissig und lösen sich als roter Staub ab. Ein Forschungsteam der Technischen Hochschule Köln (TH Köln) will historische Bücher, die vom sogenannten roten Zerfall befallen sind, nun retten.

Binsen als Rohstoff nutzbar machen

Moore sind riesige Kohlenstoff-Speicher und ein Hotspot der Artenvielfalt. Doch viele Moore wurden in den vergangenen Jahrzehnten in Deutschland trockengelegt. Aufgrund ihrer Bedeutung für den Klima- und Artenschutz hat die Bundesregierung 2022 mit der Nationalen Moorschutzstrategie die Renaturierung und den Schutz der Feuchtgebiete auf die politische Agenda gesetzt. Damit bedarf es auch neuer Nutzungskonzepte, damit Landwirtinnen und Landwirte die renaturierten Flächen klimafreundlich und gewinnbringend bewirtschaften können. Hier setzt das Projekt I-Robi an.

Electrochaea: Wichtiger Schritt zur industriellen Biomethan-Produktion

Biomethan gilt als nachhaltiger Energieträger. Es kann nicht nur zur Strom- und Wärmeerzeugung, sondern auch als Kraftstoff eingesetzt werden und damit einen entscheidenden Beitrag zum Klima- und Umweltschutz leisten. Im Rahmen eines vom Europäischen Innovationsrat (EIC) geförderten Accelerator-Programms konnte nun das in Planegg bei München ansässige Unternehmen Electrochaea seine innovative Technologie zur klimaneutralen Biomethanherstellung auf den kommerziellen Maßstab skalieren.

Eisen-Nitrogenase mit Vorliebe für Kohlendioxid

Nitrogenasen sind die einzigen natürlichen Enzyme, die in der Lage sind, den in der Luft enthaltenen elementaren, molekularen Stickstoff (N₂) so umzuwandeln, dass der lebenswichtige Nährstoff für Lebewesen auch biologisch verfügbar ist – und zwar in Form von Ammoniak (NH3). Darüber hinaus können diese Enzyme auch das Klimagas Kohlendioxid (CO₂) direkt in Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid und Ameisensäure umsetzen, wie Forschende vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie kürzlich herausfanden.

Hanf kann Glasfasern in Verbundwerkstoffen ersetzen

Ob im Haushalt, beim Sport oder im Auto: Gegenstände aus Faserverbundwerkstoffen sind allgegenwärtig. Durch das Zusammenfügen mehrerer Komponenten wie etwa einer Kunststoffmatrix mit Fasern entstehen Werkstoffe, die vielfältigsten Ansprüchen gerecht werden. Zur Herstellung komplexer und leichter Formteile werden bisher häufig glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) eingesetzt. Bei der Herstellung der Glasfaser werden jedoch große Mengen des Klimagases Kohlendioxid freigesetzt. Auch das Recycling und die Entsorgung von sogenannten GFK-Werkstoffen sind problematisch.