Materialinnovationen mit biotechnischen Wachstumsprozessen

Mit den knapper werdenden Ressourcen und Erdölvorkommen steht vor allem die Kunststoffindustrie vor einem einschneidenden Wandel. Man bereitet sich vor auf einen Paradigmenwechsel von der erdölbasierten zur biobasierten Materialproduktion. Pflanzenöle, Zellulose, Proteine, Lignin, Casein… eine Vielzahl natürlicher Ausgangsstoffe für den Ersatz einiger uns lieb gewordener Materialien befinden sich derzeit in den Entwicklungslaboren der Unternehmen und warten auf Einsatzszenarien in der Wirtschaft, in Architektur und Design.

Zu den ersten Angeboten am Markt zählen hochelastische Seidenproteinfasern, kompostierbare Folien auf Stärkebasis, Hochleistungspolyamide auf Basis pflanzlicher Öle oder blutstillende Bandagen aus den Bestandteilen von Krebs- und Spinnenpanzern. Hinzu treten Materialien, die auf natürlichen Wachstumsprozessen basieren. Da diese meist von kleinen Unternehmen und Neugründungen entwickelt werden, sind insbesondere hier für Design und Architektur einige spannende Entwicklungen zu erwarten. Beispiele sind Hartschaumstoffe als Styroporersatz, die aus fadenförmigen Myzelpilzen und organischen Abfällen bestehen, bakteriell erzeugte Zellulosefäden für die Herstellung textiler Flächen oder Klebverbindungen, die auf das in jeder pflanzlichen Zellstruktur vorkommende Lignin zurückgehen.

Für einige der erfolgversprechendsten Biokunststoffe auf Basis von Milch-, Bernstein- oder Hydroxyfettsäuren wurden in den letzten Jahren bereits Bioraffinerien aufgebaut. Doch um wirklich eine neue Materialkultur mit enzymatischen Prozessen zu entwickeln, bedarf es noch zusätzlicher Entwicklungsprojekte. Ein Beispiel ist ein biobasiertes Produktionsverfahren zur Herstellung von Acrylglas, das derzeit zwischen Evonik und dem Helmholtz-Institut entwickelt wird.

Dr. Sascha Peters hat im Vortrag die Zusammenhänge biochemischer Herstellungsprozesse dargestellt und einige Anwendungsszenarien für die Biowerkstoffe der nächsten Generation skizziert.