Bild: BIOTEXFUTURE
Biotechnologie statt Erdöl: Neue Möglichkeiten für Textilien Die Textilindustrie ist gegenwärtig in hohem Maße auf synthetischen Fasern angewiesen, die auf fossilen Rohstoffen basieren. Bemühungen diese zu ersetzen ist anspruchsvoll. Der Grund: die Vielseitigkeit und Eigenschaften von synthetischen Fasern wie z.B. Reiß- und Abriebfestigkeit, Formstabilität, Elastizität und Farbbrillanz. Obendrein sind sie leicht verfügbar und sind kostengünstig Herstellung. Das Projekt GXY verfolgt nun das Ziel, neuartige kollagenbasierte Proteinfasern in einem biotechnologischen Verfahren herzustellen. Die Basis dafür liefern künstlich erzeugte Kollagene, die für passend für ihren Verwendungszweck gentechnisch modifizierbar sind.
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Vielversprechende Ergebnisse
Bereits zur Projektmitte weisen die Ergebnisse auf einen Erfolg hin. Die Forscher konnten die künstlichen Kollagenfasern gezielt auf verschiedene Eigenschaften programmieren. Besonders spannend: Die Kollagen-Polypeptide zeigen Selbstheilungskräfte, indem beschädigte Fasern bei Kontakt mit Nährlösung neue Verbindungen bilden. Zudem wird an der Verarbeitung der Spinnmasse im 3D-Druckverfahren gearbeitet, was wiederum neue Möglichkeiten für die Textilfertigung eröffnen kann. „Das Design der Kollagensequenz auf molekularer Ebene bestimmt die Eigenschaften des hergestellten Materials und der Faser. Diese programmierbaren Materialien zu verstehen ist spannend und wird es zukünftig ermöglichen gezielt Textileigenschaften vorherzusagen und maßzuschneidern“, so . Felix Jakob vom DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien.
Industrielle Umsetzung in Fokus
Nächstes Etappenziel ist es die Fasern im industriellen Maßstab zu produzieren. Die Chancen stehen gut. Denn es ist bereits gelungen, erste Kollagenmaterialien im Bioreaktor auf Basis von Nährhefen herzustellen – ein wichtiger Schritt, da dieses Verfahren als Goldstandard für eine industrielle Produktion gilt. Aktuell liegt die Ausbeute noch im Mikrogrammbereich, doch realistisch erscheinen mittelfristig Gramm- bis Kilogramm-Mengen. Parallel laufen Qualitätsprüfungen am FILK Freiberg Institute, um die Leistungsfähigkeit der neuen Fasern mit textiltechnischen Vorgaben abzugleichen. die sich perspektivisch im industriellen Maßstab produzieren lassen.
Hochleistungsfasern mit
Zukunftspotential
Von langlebigen, selbstheilenden Stoffen bis hin zu 3D-gedruckten Spezialtextilien – neue Fasern eröffnen völlig neue Produktwelten. „Die Zusammenarbeit zwischen dem DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien, dem FILK Freiberg Institut und der Mimotype Technologies GmbH ist wegweisend für Durchbruchstechnologien und deren Kommerzialisierung“, betont Claudio Flores, Projektleiter von GXY. Die Textilbranche könnten im besonderen Maße von den „programmierbaren“ Fasermaterial profitieren. Elastische, strapazierfähige Garne versprechen eine langlebige Alternative zu Elasthan. Biokompatible Fasern eignen sich für Wundauflagen, Implantatbeschichtungen oder als resorbierbares Nahtmaterial. Mit hoher Zugfestigkeit bei geringem Gewicht sind die Materialien zudem interessant für den Automobil- und Flugzeugbau, für Schutzkleidung oder Filter. Und selbst der 3D-Druck erhält neue Impulse: Die direkte Verarbeitung von Kollagen-Spinnmasse ermöglicht maßgeschneiderte Produkte und komplexe Prototypen.
Weiterführende Informationen: www.biotexfuture.info