Ob Fichtenhackschnitzel, Mais, Chinagras oder Algen – der Ausgangspunkt biobasierter Materialien ist groß. In Zeiten des Klimawandels gelten diese als umweltfreundliche Alternative zu Stoffen auf Basis von Erdöl. Doch die biobasierte Industrie steht noch am Anfang. Auf die Entwicklung von Bionanomaterialien und Bionanokomposite aus Biomasse und die Herstellung biobasierter Nanoprodukte zielt das EU-geförderte Projekt Bionanopolys ab, an denen das Grazer acib beteiligt ist.
Erdöl ist nicht nur als Energiequelle in unserem Alltag allgegenwärtig: Ein Großteil bisheriger Materialien von der Verpackungsindustrie bis zu den Konsumgütern wird auf Erdölbasis produziert: Die Petrochemie stellt Kunst- und Farbstoffe, Arzneimittel, Waschmittel und vieles mehr aus Fraktionen des Erdöls und Erdgas her. Doch dieses stellt nicht nur eine begrenzte Ressourcen dar, seine Nutzung als Energieträger lässt auch CO2 freiwerden.
Biobasierte Materialien haben das Potenzial, einen Weg aus der fossilen Wirtschaft zu führen. Doch damit diese Materialien und Verbindungen, die in der Herstellung oft deutlich teurer sind, sich auf dem Markt gegenüber Erdölprodukten durchsetzen, müssen sie noch besser als ihre erdölbasierten Gegenstücke funktionieren. Im Horizon 2020 Projekt Bionanopolys werden Biomaterialien mit gewünschten funktionellen Eigenschaften ausgestattet, um sie für die industrielle Nutzung interessanter zu machen, wie das Austrian Centre of Industrial Biotechnology (acib) in Graz informierte. Das Forschungszentrum für industrielle Biotechnologie ist an dem Gesamtbudget von 13 Mio. Euro mit rund 780.000 Euro beteiligt.
„Ziel ist es, in Europa innovative Bionanokomposite aus nachhaltig gewonnenen, nachwachsenden Rohstoffen sowie biobasierte Nanoprodukte für die Bereiche Verpackung, Textil, Landwirtschaft, Kosmetik und Hygiene, Pharma oder Lebensmittel herzustellen“, führte die Koordinatorin des Gesamtprojektes, María Jorda vom spanischen Forschungszentrum ITENE (Valencia), aus. Dazu werden europaweit 14 bereits vorhandene Pilotanlagen für die Verarbeitung biobasierter Nano-Materialien angepasst und optimiert. Insgesamt arbeiten im Verbundforschungsprojekt in den nächsten vier Jahren 27 Partner aus zwölf europäischen Ländern zusammen.
Für die Produktion von Cellulose-Nanofasern, -Nanokristallen und Nanolignin werden lignozellulosehaltige Ausgangsstoffe eingesetzt werden. Als Rohstoffe wird u.a. auf Fichtenhackschnitzel, Chinagras, Nebenprodukte der Lebensmittelindustrie und städtischen organischen Abfälle zurückgegriffen, um innovative Anwendungen sowie Produkte zu schaffen, die recycelbar oder kompostierbar und somit umweltfreundlich sind. Andererseits werden Rohstoffe mit hohem Zuckergehalt für die Produktion von biotechnologischen Bausteinen oder Milchsäure (PHA), die zu Bioplastik weiterverarbeitet wird, herangezogen.
Die gesammelte Biomasse muss jedoch zuerst aufbereitet werden, damit die Zellwände von Holz, bzw. anderen Pflanzen als Kohlenstoffquelle genutzt werden können. „Hier kommt unsere Expertise in der Entwicklung und Verbesserung von natürlichen Enzymen und Zellsystemen zu tragen“, wie Harald Pichler vom acib, Wissenschafter am Institut für Molekulare Biotechnologie an der TU Graz, schilderte. Dazu verwenden die Forscher etwa Enzyme, die sie u.a. aus einer Schlauchpilzart namens Trichoderma reesei isolieren.
Das acib ist ein internationales Forschungszentrum für industrielle Biotechnologie mit Hauptsitz in Graz. Es wurde 2010 gegründet und entwickelt neue, umweltfreundlichere und ökonomischere Prozesse für die Biotech-, Chemie- und Pharmaindustrie und nimmt dazu die Methoden der Natur als Vorbild. Eigentümer sind die Universitäten Innsbruck und Graz, die TU Graz, die Universität für Bodenkultur Wien sowie Joanneum Research. Gefördert wird das Zentrum im Rahmen von COMET – Competence Centers for Excellent Technologies.
APA
