Forschung: Ein Motorradhelm aus Möhrenfasern

Forschung: Ein Motorradhelm aus Möhrenfasern

Bild vergrößern

Macht es Sinn, die Glasfasern eines Motorradhelms durch nachwachsende Karroten-Fasern zu ersetzen? Forscher der Schweizer Empa-Akademie suchen eine Antwort.

Foto: Empa

Können Karottenfasern einem Motorradhelm Stabilität verleihen? Die Anwendung von nachwachsenden Rohstoffen liegt im Trend - ist aber nicht immer sinnvoll. Forscher der Schweizer Empa-Akademie haben ein Analyse-Tool entwickelt, mit dem Schnaps-Ideen gleich aussortiert werden sollen, bevor Geld in die Entwicklung gesteckt wird.

Umweltfreundlichkeit, Recycling und nachwachsende Rohstoffe sind ein Trend, auf den immer mehr Unternehmen aufspringen. Abfallstoffe der Produktion oder alternative Materialien auf ihre Potentiale zu überprüfen, lohnt sich nicht nur ökologisch sondern auch wirtschaftlich. So steckt zum Beispiel die Europäische Union 4,5 Millionen Euro in die Entwicklung spezieller Tunnelbohrmaschinen, die das Erdreich gleich bei der Bohrung analysieren, was in ihm steckt. Millionen Tonnen von Kies, Sand und Co. sollen nicht länger auf Deponien lagern, sondern nutzbar gemacht werden. Verwertung statt Verschandelung also.

Auch mit der Verwertung von Abfall-Produkten von Getreide, Kartoffeln oder Karotten wird seit einigen Jahren experimentiert. So sollen einerseits Müllberge verringert und andererseits problematische Stoffe wie Kohlenstofffasern oder Plastik ersetzt werden.

Anzeige

"Biokunststoff" - Was ist das?

  • Bioabbaubare Kunststoffe

    Diese Art des Kunstoffs ist abbaubar; biologisch abbaubar, kompostierbar und wird aus nachwachsenden oder aus fossilen Rostoffen produziert. Es kann sich auch um Blends (Mischungen) handeln.

  • Biobasierte Kunststoffe

    Kunststoffe dieser Art werden aus nachwachsenden Rohstoffen produziert.

Denn die sind energieintensiv in der Herstellung und auf die endliche Ressource Erdöl angewiesen. Bis sie verrotten, vergehen Hunderte von Jahren. Um Ressourcen und Umwelt zu schonen, wird daher intensiv nach Ersatz geforscht. Bei Bio-Kunststoffen, also Plastik aus nachwachsenden Materialien wie Zucker oder Bananenschalen gibt es immer wieder erfolgreiche Projekte, vor allem in der Verpackungsindustrie.

Doch nicht immer macht das auch Sinn. Faserverstärkte Bauteile, in denen etwa Glas- oder Kohlenstofffasern eingesetzt werden, um ihnen Stabilität zu verleihen, sind problematisch. Ein schottisches Unternehmen hat etwa eine Methode entwickelt, um aus dem Abfall bei der Produktion von Möhrensaft Profit zu schlagen. Cellucomp Limited gelang es im Rahmen eines von der EU geförderten Forschungsprojektes, aus den übrig gebliebenen Karottenfasern sogenannte Nanofasern gewinnen. Diese ultradünnen Fasern haben einen Durchmesser von weniger als 500 Nanometern, sind aber äußerst robust. Das macht sie vielseitig einsetzbar. Die Idee: beispielsweise Motorradhelme oder Bauteile mit den pflanzlichen Fasern zu verstärken. Die Karottenfasern wären kostengünstig verfügbar und biologisch abbaubar.

Bioabbaubare versus biobasierte Kunststoffe

  • Bioabbaubar und fossil bezogen

    PCL (Polycaprolacton) ist ein biologisch abbaubarer Kunststoff, der auf Basis von Erdöl hergestellt wird. Er kommt vor allem in der Verpackungstechnik und in der Medizintechnik zum Einsatz. Ganz ähnliche Eigenschaften weisen PBAT (Polybutylenadipat-terephthalat), PBS (Polybutylensuccina), PGA (Polyglycolid) und andere auf.

  • Nicht bioabbaubar und fossil bezogen

    Allgemeine Kunststoffe, die nicht kompostierbar sind: PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid), PS (Polystyrol), PET (Polyethylenterephthalat) und andere.

  • Biomasse bezogen und bioabbaubar

    Dabei handelt es sich um Stärke-Blends, die sich aus unterschiedlicher Biomasse zusammensetzen können. Bekannte Materialien sind Cellophan, PLA (Polylactide), Chitin und andere.

  • Nicht bioabbaubar und aus Biomasse bezogen

    Die meisten Cellulose-Derivate wie Zucker (PE+PVC) oder Rizinusöl (PU +PA) bestehen zwar aus Biomasse. Ihre Polymere sind dennoch nicht biologisch abbaubar. Sie kommen in Filmbindern, Klebstoffen oder Wasch- und Reinigungsmitteln vor.

Analyse soll kostspielige Fehlinvestitionen vermeiden

In welchem Verhältnis stehen Kosten und Nutzen dabei? Kann die Methode, die im Labor funktioniert, auch in großem Maßstab eingesetzt werden, also auf dem Markt bestehen? Die Forscher Fabiano Piccinno, Roland Hischier und Claudia Som von der Schweizer Empa-Akademie haben die "Multi Perspective Application Selection"-Methode (MPAS) entwickelt, um dieser Frage nachzugehen. Sie vergleicht verschiedene Szenarien und ermittelt so nicht nur, was technisch machbar und ökologisch sinnvoll ist, sondern auch, ob die Idee wirtschaftlich umsetzbar ist - oder lieber verworfen werden sollte, bevor Geld in die Produktion gesteckt wird. Denn zwischen einer fixen Schnapsidee und einer genialen Erfindung ist es oft nur ein schmaler Grat. Um das abzuklopfen, gehen die Wissenschaftler in drei Schritten vor:

  1. Mögliche Anwendungen: Was kommt aufgrund der technischen Eigenschaften eines Stoffs infrage? Konkret: Welches Material kann durch das neue ersetzt werden?
  2. Machbarkeit und Markt-Chancen: Können die erforderlichen Eigenschaften des Materials erreicht werden? Wie stark könnte die Produktqualität schwanken? Ist der kleine Prozess im Labor überhaupt in großem Maßstab für industrielle Produktion umsetzbar? Auch gesetzliche Grenzen werden in die Analyse einbezogen.
  3. Umwelt: Wie umweltfreundlich ist das neue Material unterm Strich - also wenn alle Schritte des Produktionsprozesses bis hin zum Recycling einbezogen werden?

Durch die MPAS-Methode soll eine theoretische Produktionsidee also möglichst realitätsnah durchgerechnet werden. Um auf das Beispiel des Karottenfaser-verstärkten Helms zurückzukommen: Hier hat die Analyse ergeben, dass die Umstellung auf das ökologischere Material sich lohnt. Auch weitere Segmente, in denen die Fasern eingesetzt werden können, wurden identifiziert. Als Beispiele nannten die Forscher Surfbretter, Seitenwände von Wohnmobilen, Schutzausrüstungen oder Lautsprecherboxen.

Anzeige
Deutsche Unternehmerbörse - www.dub.de
DAS PORTAL FÜR FIRMENVERKÄUFE
– Provisionsfrei, unabhängig, neutral –
Angebote Gesuche




.

Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%