Chitin als Werkstoff erschließen - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

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22.09.2020

Chitin als Werkstoff erschließen

Kurz & Knapp
  • Werkstoffe müssen bestimmte Funktionen erfüllen, um Belastungen wie Druck oder Hitze standzuhalten. Sie sind jedoch oft unflexibel, lassen sich schwer recyceln und belasten die Umwelt.
  • Mit insgesamt 8 Millionen Euro fördert die Carl-Zeiss-Stiftung die Entwicklung neuer, intelligenter Werkstoffe. Unterstützt werden vier Projekte an den Universitäten in Jena, Konstanz, Stuttgart und Mainz.
  • Die Vorhaben untersuchen, wie durch neue Stoffverbindungen alte Werkstoffe anpassungsfähiger werden können – darunter den Einsatz des Naturstoffs Chitin als Baumaterial oder Kunststoffe, die sich im Wasser abbauen.

Carl-Zeiss-Stiftung fördert Entwicklung intelligenter Werkstoffe

Mit 8 Millionen Euro unterstützt die Carl-Zeiss-Stiftung in den kommenden fünf Jahren die Entwicklung neuer, intelligenter Werkstoffe. Gefördert werden vier Projekte an Universitäten in Jena, Mainz, Koblenz und Stuttgart.

Ob Beton oder Kunststoff: Der Einsatz von Werkstoffen in der Industrie hängt von deren Funktionalität ab. Materialien müssen daher bestimmte Eigenschaften besitzen, um Belastungen wie Druck oder Hitze standzuhalten.

„Viele Werkstoffe erfüllen wichtige Funktionen, sind dabei aber vollkommen unflexibel. Wenn wir lernen, diese Werkstoffe so intelligent zu gestalten, dass sie sich situativ anpassen können, leisten wir nicht nur einen nachhaltigen Beitrag zum Innovationsstandort Deutschland, sondern auch zu einem ressourcenschonenden Verhalten,“ sagt die Verwaltungsvorsitzende der Carl-Zeiss-Stiftung, Theresia Bauer. Mit insgesamt 8 Millionen Euro wird Deutschlands älteste private Forschungsförderung in den kommenden fünf Jahren die Entwicklung neuer, intelligenter Werkstoffe unterstützen.

Flexible Stoffverbindungen gesucht

Vier Forschungsprojekte an der Universität Stuttgart, der Universität Konstanz, der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz und der Friedrich-Schiller-Universität Jena erhielten nach einem Gutachterverfahren den Zuschlag. Ihre Arbeiten werden mit jeweils 2 Millionen Euro gefördert. Alle Projekte untersuchen, wie durch neue Stoffverbindungen herkömmliche Werkstoffe intelligenter und flexibler werden können. So werden sich Forschende in Jena mit so genannten Vitrimeren befassen, eine neue Kunststoffverbindung, die Eigenschaften für eine verbesserte Verarbeitung mit Formstabilität kombiniert. In Koblenz geht es um Kunststoffe, die sich in Gewässern mithilfe von Mikroorganismen selbst abbauen, und in Mainz werden Konzepte für eine umweltfreundliche Nutzung von Strom zur Umwandlung von Biomasse in Wertstoffe wie Feinchemikalien entwickelt.

Baumaterialien aus Insekten-Chitin

In Stuttgart geht es um die Entwicklung Chitin-basierter Werkstoffe. Das Polysaccharid aus dem Exoskelett von Insekten ist nicht nur robust und biegsam zugleich, sondern auch hydrophob und somit resistent gegen Schimmel sowie feuerfest und kompostierbar. Ziel der Forschenden ist es, einen wasser-basierten Prozess zur Herstellung von Werkstoffen aus Chitin und seinen chemischen Abkömmlingen zu entwickeln.

Die neuen Materialien sollen zunächst in Spezialanwendungen im Bausektor zum Einsatz kommen und damit den enormen Energie- und Ressourcenverbrauch sowie die hohen CO2 -Emissionen der Branche eindämmen. Neben der Baubrauche könnten auch andere Bereiche wie die Autoindustrie von dem insektenbasierten Werkstoff profitieren. Denkbar wäre der Einsatz Chitin-haltiger Hybridwerkstoffe als photonisches Material oder als Ersatz von Carbonfasern in Faserverbundwerkstoffen.