HSB-Forschende erschließen Blütenstängel der Agave als neuartigen Hochleistungswerkstoff

Blütenstängel der Sisal-Agave besitzen eine natürliche, schaumartige Zellstruktur und können als nachhaltiger Kernwerkstoff für biobasierte Sandwichstrukturen eingesetzt werden. Forschende der Hochschule Bremen eröffnen damit neue Perspektiven für ressourceneffiziente Leichtbauanwendungen. © HSB – AG Biologische Werkstoffe

Forschende der Hochschule Bremen (HSB) haben gemeinsam mit internationalen Partnern einen neuartigen biobasierten Kernwerkstoff aus den Blütenstängeln der Sisal-Agave (Agave sisalana) entwickelt. Die Ergebnisse wurden jetzt in der internationalen Fachzeitschrift „Journal of Cleaner Production“ veröffentlicht. Die Studie zeigt, dass das bislang kaum genutzte Abfallprodukt der Sisalfaserproduktion großes Potenzial für nachhaltige Leichtbauanwendungen hat und eine biobasierte Alternative zu Balsaholz und erdölbasierten Schaumstoffen darstellen kann.

Sandwichstrukturen, die aus leichten Kernwerkstoffen und steifen Deckschichten bestehen, werden unter anderem im Boots- und Fahrzeugbau sowie in der Windenergie eingesetzt. Bislang dominieren Balsaholz und petrochemische Schaumstoffe auf Erdölbasis den Markt. Die Forschenden konnten nun nachweisen, dass die Blütenstängel der Sisal-Agave aufgrund ihrer natürlichen, schaumähnlichen Zellstruktur hervorragende Eigenschaften als Kernwerkstoff aufweisen.

Der Agavenschaum zeigt eine geringe Dichte, und die entwickelten Sandwichplatten weisen eine hohe Biegefestigkeit und Steifigkeit auf. Eine ökobilanzielle Bewertung zeigt, dass der Agavenkernwerkstoff im Vergleich zu Balsaholz geringere umweltbezogene Auswirkungen aufweist und neue Perspektiven für eine zirkuläre Bioökonomie eröffnet. Dieses Wirtschaftsmodell begreift biologische Ressourcen, Abfälle und Nebenprodukte als wertvolle Rohstoffe und trägt so zur Reduzierung von CO₂-Emissionen, der Stärkung regionaler Wertschöpfung und der Sicherung von Lebensqualität bei.

Innovative Forschung mit Praxispartnern aus Bremen und Kenia

An der Studie beteiligt war ein Forschungsteam der Arbeitsgruppe Biologische Werkstoffe am Bionik-Innovations-Centrum der HSB, bestehend aus Jan-Marten Sprenger, Jonas-Rumi Baumann, Raja Bade, Vassileios Bekas und Jörg Müssig.

„Besonders erfreulich war die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit unseren Industriepartnern GreenBoats und Grow Blanks Limited im Taita-Taveta County in Kenia. Gemeinsam konnten wir zeigen, dass bislang wenig beachtete pflanzliche Reststoffe ein großes Potenzial für nachhaltige und leistungsfähige Leichtbauwerkstoffe besitzen“, sagt Professor Dr. Jörg Müssig.

Die Forschenden nutzten moderne Analyseverfahren, darunter Rasterelektronenmikroskopie und Mikro-Computertomographie (μCT), um die Beziehung zwischen der natürlichen Zellstruktur und den mechanischen Eigenschaften des Werkstoffs zu untersuchen. Die Ergebnisse liefern wichtige Grundlagen für die Entwicklung ressourceneffizienter Verbundwerkstoffe für zukünftige Anwendungen im nachhaltigen Leichtbau. Die Veröffentlichung unterstreicht die Bedeutung anwendungsorientierter Forschung an der Hochschule Bremen im Bereich biobasierter Werkstoffe und zeigt, wie regionale und internationale Kooperationen innovative Lösungen für eine nachhaltige Wirtschaft hervorbringen können.

Unter dem Namen „GreenBox“ (VE4127B) wurde das Forschungsprojekt durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) im Rahmen des Programms zur Förderung anwendungsorientierter Umwelttechnologien aus EU-Mitteln gefördert. Die Förderung erfolgte durch die damalige Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau der Freien Hansestadt Bremen und wurde von der BAB – Bremer Aufbau-Bank GmbH begleitet.