{"id":27323,"date":"2015-08-03T04:10:06","date_gmt":"2015-08-03T02:10:06","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fmaterialwissenschaften%2Fgarn-aus-schlachtabfall.html"},"modified":"2015-07-31T10:12:27","modified_gmt":"2015-07-31T08:12:27","slug":"garn-aus-schlachtabfall","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/garn-aus-schlachtabfall\/","title":{"rendered":"Garn aus Schlachtabfall"},"content":{"rendered":"

ETH-Forscher haben aus herk\u00f6mmlicher Gelatine ein Garn entwickelt, das \u00e4hnlich gute Eigenschaften hat wie Merinowollfasern. Nun arbeiten sie daran, dieses Garn noch wasserfester zu machen.<\/strong><\/p>\n

Zufall verhalf zu einer L\u00f6sung<\/h3>\n

Beim Experimentieren bemerkte St\u00f6ssel, dass sich das Protein bei der Zugabe eines organischen L\u00f6sungsmittels (Isopropanol) zu einer erhitzten, w\u00e4ssrigen Gelatinel\u00f6sung am Boden des Gef\u00e4sses absetzte. Die formlose Masse sog er mit einer Pipette auf und konnte ohne Kraftaufwand einen dehnbaren, endlosen Faden aus ihr herausdr\u00fccken. Dies war der Startpunkt f\u00fcr seine ungew\u00f6hnliche Forschungsarbeit.<\/p>\n

Im Lauf seiner Dissertation entwickelte und verfeinerte der Wissenschaftler schliesslich das Verfahren, das soeben in einer Publikation in der Fachzeitschrift \u00abBiomacromolecules\u00bb vorgestellt wurde.<\/p>\n

Anstelle der Pipette benutzte er mehrere parallel angeordnete Spritzenpumpen. Durch gleichm\u00e4ssigen Druck trieben die Spritzen feine Endlos-F\u00e4den aus, die \u00fcber zwei teflonbeschichtete Rollen gef\u00fchrt wurden. Die Rollen wurden konstant in einem Ethanolbad benetzt; dadurch konnten die Filamente nicht verkleben und h\u00e4rteten rasch aus, ehe sie auf einem F\u00f6rderband aufgerollt wurden. Mit der von ihm entwickelten Spinnanlage konnte der 28-j\u00e4hrige 200 Meter Fasern pro Minute herstellen. Rund 1000 Einzelfasern verzwirnte er danach mittels einer Handspindel zu einem Garn. Als Anschauungsobjekt liess der Forscher daraus einen Handschuh stricken.<\/p>\n

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Rund 70 Millionen Tonnen Fasern werden heute j\u00e4hrlich rund um den Globus gehandelt. Fast zwei Drittel davon entfallen auf Kunstfasern auf Erd\u00f6lbasis. Die h\u00e4ufigsten verwendeten Naturfasern sind Wolle und Baumwolle, doch haben sie gegen\u00fcber synthetischen Fasern an Boden verloren.<\/p>\n

Ein absolutes, wenn gleich auch umweltgerechtes, Nischenprodukt sind Fasern aus Biopolymeren pflanzlichen oder tierischen Ursprungs. Schon Ende des 19. Jahrhunderts gab es Versuche, Proteine zu Textilien zu veredeln. So wurde 1894 bereits ein Patent f\u00fcr Textilien aus Gelatine eingereicht. Doch nach dem Zweiten Weltkrieg verdr\u00e4ngten die aufkommenden Kunstfasern die biologischen Proteinfasern rasch und gr\u00fcndlich vom Markt.<\/p>\n

In den vergangenen Jahren ist jedoch der Ruf nach nat\u00fcrlichen Fasern aus umweltfreundlicher Produktion und erneuerbaren Ressourcen lauter geworden. Gerade die Wollfaser feierte in funktionalen Sportkleidern aus Merinowolle eine Wiederauferstehung. Und in Deutschland hat eine Jungunternehmerin vor ein paar Jahren damit begonnen, aus dem Milchprotein Kasein hochwertige Textilien zu produzieren.<\/p>\n

Neuer Verwendungszweck f\u00fcr Abfallprodukt<\/h3>\n

Nun pr\u00e4sentiert Philipp St\u00f6ssel, Doktorand in der Gruppe f\u00fcr funktionelle Materialien (FML) von Professor Wendelin Stark, in Zusammenarbeit mit dem Advanced Fibers Laboratory der Empa St. Gallen ein neues Verfahren, mit dem aus Gelatine hochwertige Fasern gewonnen werden k\u00f6nnen. Die Fasern konnte er zu einem Garn verspinnen, aus dem sich Textilien herstellen lassen.<\/p>\n

Gelatine besteht im Wesentlichen aus Kollagen, das ein Hauptbestandteil von Haut, Knochen oder Sehnen ist und in Schlachth\u00e4usern in grossen Mengen als Abfall anf\u00e4llt. Daraus l\u00e4sst sich einfach Gelatine herstellen. F\u00fcr Stark und St\u00f6ssel war es deshalb naheliegend, dieses Biomaterial f\u00fcr ihre Versuche zu verwenden.<\/p>\n

Garn gl\u00e4nzt seiden<\/h3>\n

Die einzelnen Filamente sind \u00e4usserst fein und haben einen Durchmesser von nur 25 Mikrometer. Ein menschliches Haar ist rund doppelt so dick. Bei seinen ersten Labor-Spinnanlagen lag die Faserdicke bei 100 Mikrometer, erinnert sich St\u00f6ssel. Das sei f\u00fcr die Garnproduktion zu dick gewesen.<\/p>\n

Die Oberfl\u00e4che der Fasern ist glatt, w\u00e4hrend nat\u00fcrliche Wollfasern kleine Sch\u00fcppchen aufweisen. \u00abDie Gelatinefasern weisen deshalb einen sch\u00f6nen Glanz auf\u00bb, sagt St\u00f6ssel. Des Weitern ist das Innere der Fasern durchzogen von Hohlr\u00e4umen, wie Elektronenmikroskop-Bilder der Forschenden aufzeigen. Daher r\u00fchrt wom\u00f6glich auch der gute Isolationseffekt des Gelatinegarns, den St\u00f6ssel beim Vergleich mit einem Handschuh aus Merinowolle messen konnte.<\/p>\n

Wasserfeste Fasern<\/h3>\n

Grunds\u00e4tzlicher Nachteil der Gelatine aber ist, dass sie wasserl\u00f6slich ist. Durch verschiedene chemische Verarbeitungsstufen musste St\u00f6ssel die Wasserfestigkeit des Garns stark verbessern. So behandelte er den Handschuh zuerst mit einem Epoxid, um die Gelatine-Bestandteile st\u00e4rker miteinander zu verkn\u00fcpfen. Weiter behandelte der Forscher das Material mit Formaldehyd, um es noch besser auszuh\u00e4rten. Um das Garn geschmeidig zu machen, impr\u00e4gnierte er es zuletzt mit Lanolin, einem nat\u00fcrlichen Wollfett.<\/p>\n

In den kommenden Monaten bis zum Ende seiner Doktorarbeit wird Philipp St\u00f6ssel daran forschen, wie die Gelatinefasern noch wasserfester gemacht werden k\u00f6nnen. Denn diesbez\u00fcglich ist Schafwolle dem Gelatinegarn \u00fcberlegen. Der Lebensmittelwissenschaftler ist aber \u00fcberzeugt, dass er dem definitiven Ziel \u2013 der Produktion einer Biopolymer-Faser aus einem Abfallprodukt \u2013 sehr nahe ist.<\/p>\n

Vor zwei Jahren haben die Forscher ihre Erfindung zum Patent angemeldet, die Anmeldung befindet sich derzeit in der internationalen Phase. Nun sei man am Punkt angelangt, wo man die Kapazit\u00e4tsgrenze im Labor erreicht habe, eine grosstechnische Produktion allerdings nur dann m\u00f6glich sei, wenn Partner und Geld daf\u00fcr gefunden w\u00fcrden, so der Doktorand.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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