Neue Textilfaser aus Krabbenschalen

Kurz & Knapp

Krabbenschalen bestehen aus dem langkettigen Zuckermolekül Chitin. Anders als Haushaltszucker ist Chitin aber nur schwer löslich.
Auf der Suche nach einer neuen Faser hat ein Textilforscherteam aus Denkendorf das Chitin mit dem pflanzlichen Biopolymer Cellulose verbunden.
Die neuartige Mischfaser ist biologisch abbaubar und könnte zur Herstellung von Verbandsmaterial genutzt werden.

Kombifaser aus Chitin und Cellulose erzeugt

Chitin ist das zweithäufigste Biopolymer der Welt. Einem Textilforscherteam aus Denkendorf ist es gelungen, Chitin aus Krabbenschalen mit pflanzlicher Cellulose zu einer neuartigen Mischfaser zu verbinden. Der Herstellung der Kombifaser ist umweltschonend und sie eignet sich potenziell für den Einsatz in medizinischen Wundauflagen.

Die Panzer von Krabben oder Käfern bestehen aus dem langkettigen Kohlenhydrat Chitin. Seine strukturbildenden Eigenschaften machen Chitin neben Cellulose in Pflanzenzellwänden zu dem am weitesten verbreiteten Polysaccharid auf der Erde. Zugleich ist Chitin besonders verträglich, deshalb eignet es sich für den Einsatz in biokompatiblen Medizinprodukten. Chitin ist allerdings in Wasser nur sehr schwer löslich.

Forschende am Deutschen Institut für Textil- und Faserforschung (DITF) haben nun einen Weg gefunden, Chitin als Ressource für die Faserherstellung zu nutzen. Sie entwickelten ein Verfahren, das Chitin aus Krabbenschalen in einem Schritt mit dem Biopolymer Cellulose verbindet. So entstand eine neuartige Mischfaser, die sich besonders gut für medizinische Anwendungen eignet.

Mischfaser besteht zu 50 Prozent aus Chitin

Möglich wurde das durch den Einsatz sogenannter ionischer Flüssigkeiten. Dabei handelt es sich um Salze, die schon bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius flüssig sind und viele Polymere lösen können. So gelang es dem Denkendorfer Team, das ansonsten schwerlösliche Biopolymer mit der natürlichen Cellulose auf umweltfreundliche Art zu verbinden. „Unser Lösungsmittel aus ionischen Flüssigkeiten haben wir so gewählt, dass es für die Verarbeitung von Cellulose und Chitin gleichermaßen geeignet ist“, erklärt DITF-Wissenschaftlerin Antje Ota. „Erstmals ist es möglich, diese Rohstoffe in einem gemeinsamen Prozessschritt zu Fasern zu verarbeiten.“ Zuvor wurden jedoch Proteine und Kalkbestandteile aus den Schalen entfernt.

Fasern und Textilien aus Cellulose-Chitin-Mischfasern. © DITF

Großes Potenzial für Einsatz in Wundauflagen

Im Ergebnis entstand eine biologisch abbaubare Faser aus Chitin und Cellulose, deren Chitinanteil bei 50 Prozent liegt. Die Mischfaser hat aber noch einen anderen Vorteil: Das Wasserrückhaltevermögen ist im Vergleich zu reinen Cellulosefasern um 20 bis 60 Prozent höher. „Wir versprechen uns von der völlig neuartigen Cellulose-Chitin-Mischfaser großes wirtschaftliches Potenzial, zum Beispiel für den Heilungsprozess beschleunigende Wundauflagen in der Medizin“, sagt Ota.

Darüber hinaus wird bei der Faserherstellung auf Zusatzstoffe verzichtet, und das Lösemittel kann fast vollständig zurückgewonnen werden. Die Arbeit des Textilforscherteams wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg gefördert.

Weitere Informationen

Pressemitteilung: Cellulose-Chitinfasern – neue Materialien für die Medizintechnik

In Kooperation mit bioökonomie.de

Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

Das Wissenschaftsjahr 2020/21 widmete sich dem Thema Bioökonomie. Knapper werdende Ressourcen und Nutzflächen bei gleichzeitig wachsender Weltbevölkerung, Klimawandel und Rückgang der Artenvielfalt – all dies sind globale Herausforderungen. Eine Umstellung ist daher notwendig: weg von einer Wirtschaftsform, die auf fossilen Ressourcen basiert, hin zu einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsweise – der Bioökonomie. Die Wissenschaft treibt diese Innovationen voran und sorgt dafür, dass Mikroorganismen, Proteine, Algen und weitere „kleine Helden“ der Bioökonomie große Wirkung entfalten. Bürgerinnen und Bürger wurden aufgefordert, diesen Wandel im Dialog mit Wissenschaft und Forschung und im Rahmen zahlreicher Diskussions- und Mitmachformate im Wissenschaftsjahr aktiv mitzugestalten.