Textilforschung: Garn aus Krabbenpanzern ist gut für die Haut
Der Grundstoff für Garne ist Chitin – gewonnen aus Panzern von Krabben, Krebsen und anderen Meerestieren.
Diese Fäden sind aus einem ganz besonderen Material. Doch man sieht es ihnen nicht an: Sie glänzen weiß, sind fest und elastisch. Rolf-Dieter Hund wiegt eine Spule in der Hand. „Für ein Abfallprodukt so eine tolle Verwendung zu finden, ist eine klasse Sache“, sagt der Textilforscher von der TU Dresden.
Der Grundstoff für die Garne ist Chitin - gewonnen aus Panzern von Krabben, Krebsen und anderen Meerestieren. Textilien aus den speziellen Garnen eignen sich besonders für den medizinischen Bereich.
Jedes Jahr fielen riesige Mengen Chitin in der Nahrungsmittelindustrie an, sagt Hund. Die Wissenschaftler vom Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstoffe (ITM) beziehen es als weiß-graues Pulver namens Chitosan. In einem sogenannten Nassspinnverfahren entsteht in Dresden aus dem Pulver rein biologisches Garn, das sich im menschlichen Körper abbauen kann.
Coca Cola
Das Getränk ist kaum mehr wegzudenken. Erfunden wurde es einst vom Apotheker John Stith Pemberton in Atlanta. Damals wurde es noch mit Wein gemischt und als Heilmittel gegen Kopfschmerzen und Befindlichkeitsstörungen gehandelt. Als 1885 ein Alkoholverbot in Atlanta verhängt wurde, kreierte Pemberton eine kinderfreundliche Version mit Mineralwasser - so begann der weltweite Siegeszug.
Schokoladenkekse
Die Leckereien entstanden durch eine unfreiwillige Improvisation. Als Ruth Wakefield 1930 beim Backen mit Bedauern feststellte, dass sie keine Blockschokolade mehr hatte, brach sie handelsübliche Milchschokolade in kleine Stücke und streute sie in den Teig. Eigentlich wollte sie die Schokolade zum Schmelzen bringen, um daraus Schokokekse zu machen - doch die kleinen Stücke blieben kleben.
Kartoffelchips
Ein Restaurant im US-Bundesstaat New York hatte im Sommer 1853 mit einem unzufriedenen Gast zu kämpfen. Er ließ seine Pommes Frites zurückgehen, weil sie ihm zu dick waren. Der Koch des Restaurants soll die Fassung verloren, die Kartoffeln dann extrem dünn geschnitten und in Fett frittiert haben - bis sie steinhart waren. Wider Erwarten des Kochs liebte der Kunde die Chips.
Die Mikrowelle
Der Ingenieur und Erfinder Percy Spencer erkannte, dass man Speisen erwärmen kann. Bei einem Experiment mit einer neuen Vakuumröhre begann der Schokoriegel in seiner Tasche zu schmelzen. Spencer, der schon damals 120 Patente angemeldet hatte, schnappte sich ein paar Maiskörner und hielt sie in die Nähe des Geräts. Natürlich platzten sie. Die Geburtsstunde des Geräts für faule Köche.
LSD
Der Chemiker Albert Hofmann schluckte unfreiwillig eine kleine Dosis LSD, als er die chemikalischen Eigenschaften von Lysergsäure 1938 in einem Labor in Basel untersuchte. Wenig später schrieb er Geschichte mit dem ersten LSD-Trip aller Zeiten. Die psychedelische Droge prägte nicht nur die Subkultur geprägt, sie hinterließ auch bleibenden Eindruck bei Steve Jobs. In einem Interview sagte er, dass LSD zu den zwei oder drei wichtigsten Erfahrungen seines Lebens gehörte.
Penizillin
Eine grünliche Brühe rettete Millionen Menschen das Leben - und machte den schottischen Bakteriologen Alexander Fleming berühmt. Und das kam so: Im September 1928 fuhr er in den Urlaub und vergaß eine Petrischale mit Bakterien in seinem Büro. Nach drei Wochen war von den Bakterien nichts mehr übrig - der keimfressende Pilz namens Penicillium notatum hatte die Kultur vernichtet. Das Penizillin war entdeckt.
Viagra
Auch das Potenzmittel Viagra war eine Zufallsentdeckung. Ursprünglich sollte das Mittel gegen Bluthochdruck und Herzprobleme helfen. Das bewirkte Viagra zwar nicht, dafür sorgte es bei den männlichen Probanden für Erektionen.
Corn Flakes
1898 kochten die Brüder John und Will Kellogg Getreide - und ließen es ein paar Tage auf dem Herd stehen. Eigentlich wollten sie damit Müsli herstellen, heraus kamen Cornflakes. Der Grundstein des Erfolges von Kellogs.
Post-its
1968 entwickelten die Forscher Spencer Silver und Art Fry von den 3M Laboratories einen lösbaren Klebstoff. Zunächst fanden die beiden jedoch keine Verwendung für ihre Erfindung. Jahre später kam Fry auf die Idee, mit dem Kleber kleine Zettelchen zu bestreichen, um die Seiten in seinem Gesangbuch für den Gottesdienst zu präparieren.
Porzellan
Ursprünglich kommt das Material aus China. Als der deutsche Alchemist Johann Friedrich Böttger um 1700 allerdings versuchte, Gold herzustellen, in dem er Feldspat, Quarz und Wasser mischte und brannte, kam das Porzellan auch nach Deutschland.
Wegen der blutstillenden und antibakteriellen Eigenschaften eignen sich Textilien aus Chitosan etwa für Pflaster, Verbände, chirurgisches Füllmaterial, OP-Materialien oder auch Kleidung für Neurodermitis-Patienten. „Die Wirksamkeit hängt davon ab, wie rein der Grundstoff ist und wie hochwertig das Material in der Herstellung“, sagt Uta-Christina Hipler, Leiterin des In-vitro-Forschungslabors der Klinik für Hautkrankheiten am Jenaer Universitätsklinikum. Seit Jahren wird im Labor mit Chitosan-Produkten gearbeitet.
Am Dresdner ITM wird das Garn in einer kleinen, separaten Halle gesponnen. Glänzende Kessel, Behälter, Düsen und Walzen reihen sich aneinander. Das Pulver wird gelöst, gefiltert, unter Vakuum von Luftblasen befreit und durch kleine Düsenlöcher gedrückt. Die so entstehenden Fäden werden gewaschen, getrocknet und mit einer Schutzschicht versehen. An mehreren Tagen im Monat läuft die Anlage, zwischen 30 und 40 Meter Garn werden pro Minute gesponnen.
Intensive Arbeit macht das Produkt teuer
Entstanden ist die Idee für das Krabben-Garn vor etwa sieben Jahren: Die Forschungsgruppe für Bio- und Medizintextilien des ITM habe sich für Chitosan in textiler Form interessiert - allerdings habe sich nirgendwo ein solches Garn auftreiben lassen. „Also haben wir beschlossen, dass wir es selbst machen. Das war die Geburtsstunde.“
Seit etwa drei Jahren kann die Forschungsgruppe mit dem Hightech-Garn arbeiten, testet verschiedene Anwendungen - unter anderem in der regenerativen Medizin. „Als maßgeschneiderte Implantate für Bauchdeckenrekonstruktion, für Knorpel und Knochendefekte“, erklärt Ronny Brünler von der Gruppe.
Über ihre Entwicklung sprechen die Dresdner Wissenschaftler auch auf der internationalen Messe für Technische Textilien „mtex+“, die noch bis zum 2. Juni in Chemnitz läuft. Ein Schwerpunkt in diesem Jahr: Medizintextilien. „Das sind Hochleistungsprodukte, die ganz neue Methoden der Diagnostik und Therapie ermöglichen“, sagt Uwe Mazura, Hauptgeschäftsführer des Gesamtverbandes der deutschen Textil- und Modeindustrie. Insgesamt verbucht die Branche pro Jahr einen Umsatz von rund 32 Milliarden Euro. Die Hälfte davon entfällt auf technische Textilien - Tendenz steigend.
LSD
Der Chemiker Albert Hofmann forschte 1938 am Mutterkorn-Pilz auf der Suche nach einem Wirkstoff zur Stimulation des Blutkreislaufs. Im Rahmen dieser Versuche synthetisierte er erstmals Lysergsäurediethylamid. Nachdem die erhoffte Wirkung von LSD im Tierversuch nicht eintrat, verlor Hofmann zunächst das Interesse. 1943 prüfte er erneut mögliche Wirkungen von LSD, weil er befürchtete, etwas übersehen zu haben. Beim Selbstversuch bemerkte Hofmann an sich selbst eine halluzinogene Wirkung. In den 50er Jahren wurde LSD in der Psychiatrie eingesetzt – und gleichzeitig zum gepriesenen Seelenöffner der psychedelischen Bewegung. Verboten wurde es in den USA erst 1966.
Mikrowelle
Percy Spencer war in den Vierzigerjahren als Ingenieur für die Firma Raytheon schon sehr erfolgreich. Er entwickelte Magnetrons zur Erzeugung von Radarwellen für amerikanische Kampfflugzeuge. Dass Magnetrons auch Wärme erzeugen, war schon bekannt, aber niemand sah darin einen Nutzen. Als Spencer sich einem Magnetron näherte und in seiner Hosentasche ein Schokoriegel schmolz, kam Spencer auf die Idee des Mikrowellenherdes. Das erste Modell wurde 1947 produziert.
Eis am Stiel
In Kinderaugen das vielleicht beste Missgeschick aller Zeiten: 1905 vergisst der elfjährige US-Amerikaner Frank Epperson ein Glas Limonade mitsamt Löffel auf der Veranda. Am nächsten Morgen ist das Getränk gefroren, schmeckt aber trotzdem. 18 Jahre später lässt sich Epperson, mittlerweile Brausehersteller, die Idee patentieren. Nur kurze Zeit später legt der Amerikaner ebenfalls ein Patent vor – für gefrorenes Vanilleeis am Stiel.
Penicillin
Die Entdeckung des ersten Antibiotikums begann mit einer verschimmelten Bakterienkultur. Der Mediziner Alexander Fleming forschte 1928 am St. Mary’s Hospital in London mit Staphylokokken. Eine seiner Bakterienkulturen auf Nährboden hatte er verlegt. Als er aus den Sommerferien zurückkehrte, fand er sie wieder und entdeckte am 28. September 1928, dass auf dem Nährboden ein Schimmelpilz (Penicillium notatum) wuchs und dass um diesen herum keine neuen Bakterien entstanden. Fleming untersuchte den Pilz, aber er kam nicht auf die Idee, daraus ein Medikament zu entwickeln. Das taten erst zehn Jahre später Howard W. Florey, Ernst B. Chain. Gemeinsam mit Fleming bekamen sie 1945 den Nobelpreis.
Viagra
In den Neunzigerjahren suchten die Pharmazeuten des amerikanischen Konzerns Pfizer nach einem Medikament, das die Durchblutung des Herzmuskels verbessern sollte. Sie fanden den Wirkstoff Sildenafil. Zur großen Freude der Probanden durchblutete das Mittel nicht nur das Herz, sondern auch den Penis. Bei 70 Prozent der Männer mit Erektionsproblem hilft das Mittel. Am 27. März 1998 ließ die Arzneimittelbehörde der USA das Medikament unter dem Namen „Viagra“ zu. Es wurde schnell das erfolgreichste Medikament des Konzerns.
Fotografie
Die Camera Obscura, der Vorläufer der Fotokamera, ist schon seit vielen Jahrhunderten bekannt. Aber nicht die Bilder, die sie erzeugt. Jacques Mandé Daguerre suchte vor über 170 Jahren nach einem Verfahren, um die flüchtigen Bilder festzuhalten. Er hatte bereits festgestellt, dass Bilder auf lange belichteten Silberplatten für eine kurze Zeit festgehalten wurden. Bei seinen Versuchen im Freien überraschte ihn ein Gewitter. Er legte eine belichtete Platte in einen Schrank in seinem Labor. Am nächsten Tag stellte er fest, dass das Bild noch zu erkennen war, weil zufälligerweise Quecksilberkügelchen in dem Schrank waren. Das Mittel zur Fixierung war gefunden. Die Daguerrotypie war das erste praktikable Fotografie-Verfahren.
Porzellan
Porzellan hatten im 7. Jahrhundert die Chinesen erfunden. In der frühen Neuzeit war es in Europa ein begehrtes Luxus-Gut – gerade weil die Herstellungsweise in Europa unbekannt war. Der Alchemist Johann Friedrich Böttger sollte eigentlich für Sachsens Kurfürst August den Starken Silber in Gold umwandeln. Bei seinen Versuchen mischte er gemahlene Tonerde mit Feldspat, Quarz und Wasser und brannte das Ganze. Heraus kam Porzellan. Sachsens König August der Starke richtete 1710 in Meißen eine Manufaktur ein, wo unter gefängnisähnlichen Bedingungen produziert wurde. Das "weiße Gold" machte August reich und schuf mit den gekreuzten Schwertern eine der ältesten Marken der Welt.
Kartoffel-Chips
Die beliebten Kartoffel–Chips sind eigentlich ein Produkt der Wut. Im August 1853 brachte Eisenbahn-Magnat Cornelius Vanderbilt den Koch George Crum im US-Städtchen Saratoga Springs fast zur Weißglut. Immer wieder ließ er die Bratkartoffeln in die Küche zurückgehen, weil sie ihm nicht dünn genug geschnitten waren. Crum schwor die Rache eines gekränkten Kochs und schnitt die Scheiben so dünn, dass Vanderbilt sie nicht mit der Gabel essen konnte. Der war von dem knusprigen Snack trotzdem so begeistert, dass die „Saratoga Chips“ erst den Weg auf die Speisekarte des Restaurants und später in die Münder von Millionen Snack-Hungrigen weltweit fanden.
Röntgenstrahlung
In einer Novembernacht des Jahres 1895 experimentierte Wilhelm Conrad Röntgen in seinem Labor mit Elektronenstrahlen, die gerade erfunden worden waren. Als die Strahlenquelle, obwohl sie mit dunkler Pappe abgedeckt war, dennoch fluoreszierende Gegenstände zum Leuchten brachte, erkannte Röntgen die Bedeutung dieser Strahlen. Er bat seine Frau, ihre Hand auf eine Fotoplatte zu legen, um diese durchleuchten zu lassen. Das Bild der durchleuchteten Hand samt Ehering machte ihn berühmt. Die Strahlen tragen seither seinen Namen. 1901 erhielt Röntgen den Nobelpreis.
Teebeutel
Der Teebeutel wurde vor dem Ersten Weltkrieg versehentlich von dem amerikanischen Teehändler Thomas Sullivan erfunden. Um Teeproben an Kunden zu verschicken, füllte er sie in kleine Seidenbeutel ab – nur zu Transportzwecken. Die Empfänger aber nutzten die kleinen Beutel gleich so, wie wir das heute gewöhnt sind - in dem Glauben, dass dies so von Sullivan vorgesehen gewesen sei. So sparten sie sich die Prozedur des Abseihens und Umfüllen des Tees in eine zweite Kanne. Der heute übliche Teebeutel mitsamt einer Teebeutelpackmaschine wurde 1929 von Adolf Rambold von der Firma Teekanne erfunden.
Teflon
Polytetrafluorethylen (PTFE) ist kein Nebenprodukt der Raumfahrtforschung, wie bisweilen behauptet, sondern wurde bereits 1938 von dem Chemiker Roy Plunkett entdeckt. Als er auf der Suche nach Kältemitteln für Kühlschränke mit Tetrafluorethylen (TFE) experimentierte, entdeckte er in seinem Reaktionsgefäß farblose Krümel. Die erste Nutzung dieses extrem reaktionsträgen Materials ergab sich erst fünf Jahre später als Korrosionsschutz bei der Urananreicherung für die erste Atombombe. Später beschichtete angeblich der französische Chemiker Marc Grégoire seine Angelschnur mit PTFE, um sie leichter entwirren zu können. Seine Ehefrau Colette kam 1954 auf die Idee, Töpfe und Pfannen damit zu beschichten. Teflon ist der Handelsname der Firma DuPont.
Von einer industriellen Produktion ist man am Dresdner ITM allerdings noch etwas entfernt - zurzeit geht es vor allem um Forschung und Entwicklung. „Solche Dinge benötigen ihre Zeit, wenn man der Industrie etwas mit Hand und Fuß übergeben will“, sagt Hund. Noch spielt auch der Preis eine Rolle: „Im Chitosan steckt viel Arbeit, das macht das Garn recht teuer.“ Das Garn aus Krabbenpanzern ist mindestens 100 mal so teuer wie normales Textilgarn.
