Im Blickpunkt

Jenaer ForMaT-Team: Innovationen aus der Zuckerdose

Es ist kein Geheimnis: Erdöl und Kohle, die Grundstoffe der meisten Verbrauchsgüter - vom Treibstoff über die Colaflasche bis hin zur Sporthose -, werden bald aufgebraucht sein. Andere Rohstoffe müssen her. Warum also nicht die enorme Syntheseleistung der Natur ausnutzen, fragen sich Wissenschaftler der Friedrich-Schiller-Universität Jena.

Sie sind davon überzeugt, dass innovative Funktionsmaterialien, Kunst- und Treibstoffe in Zukunft aus nachwachsenden Rohstoffen wie Zuckerrüben oder Holz hergestellt werden können.

Marktreife Produkte entwickeln

In einem vom BMBF im Rahmen von ForMaT (Forschung für den Markt im Team) geförderten Projekt analysiert ein interdisziplinäres Wissenschaftlerteam das Marktpotenzial der Naturstoffe und entwickelt Verwertungsstrategien für Produkte auf Basis des nachwachsenden Rohstoffs Zucker. "Den technischen Zugang haben wir gefunden", erklärte Dr. Dana Kralisch vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie, "jetzt wollen wir die Materialien so weiterentwickeln, dass daraus marktreife Produkte entstehen."

Das Jenaer ForMaT-Team. V.l.n.r.: Dr. Dana Kralisch, Dr. Nadine Heßler, Dipl.Kffr. Antje Mark, Dr. Annegret Stark

Externer Beirat für die F&E-Arbeit

Am 10. September präsentierte das Team erste Ergebnisse bei einem Expertenworkshop. Teilnehmer waren 32 Spezialisten aus Wissenschaft und Wirtschaft, beispielsweise von den Fraunhofer Instituten für Chemische Technologie Pfinztal und für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Oberhausen sowie von der Green Sugar GmbH Dresden und der EPC Engineering Consulting Rudolstadt. Prorektor Prof. Dr. Herbert Witte hatte in seinem Eingangsvortrag die Teilnehmer des Workshops begrüßt und den engagierten Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern seine Unterstützung zugesichert. Danach präsentierten die Forscher den Status quo ihrer Arbeit und zeigten das Anwendungspotenzial des neuen Materials auf. Neben den inhaltlichen Vorträgen lag ein wichtiger Fokus der Fachveranstaltung darin, Kontakte zu potenziellen Partnern und Kunden zu knüpfen. Als ein Ergebnis des Workshops gründet sich derzeit ein Expertenbeirat, der aus Vertretern der Industrie, industrienaher Forschungseinrichtungen, Behörden und der Presse besteht. Dieser wird die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Teams in der Zukunft mit Rat und Tat begleiten.

Basis innovativer Produkte: Zucker und intelligente Ideen

Ausgangsstoff für die Produktentwicklung der Jenaer ist der Rohstoff Zucker. Die Chemiker verfolgen dabei zwei Produktrichtungen. Zum einen haben sie ein Verfahren zur Herstellung von bakteriell synthetisierter Nanocellulose entwickelt. Das ist ein im Labor erzeugtes Material mit faszinierenden Eigenschaften: fest wie der Stoff einer schusssicheren Weste, mit einem hohen Wasseraufnahme- und Wasserzurückhaltevermögen und zugleich biologisch abbaubar. Nanocellulose wird in einem Schritt aus dem nachwachsenden Rohstoff "Zucker" gewonnen und ist deshalb eine Alternative zu Polymeren aus Ergas oder Erdöl. Die innerhalb des Projekts durchgeführten Marktanalysen zeigen, dass die Nanocellulose insbesondere bei der Verwendung als Wundauflage oder in Produkten wie Membranen und Filtermaterialien z.B. für die Medizin und Medizintechnik über ein hohes Marktpotenzial verfügt. 

Zum anderen eignen sich die durch chemische Katalyse aus Zucker gewonnenen Derivate der organischen Verbindung 5-Hydroxymethylfurfural zur Herstellung von Kunststoffen, zum Beispiel für Lebensmittelverpackungen und Textilien, Treibstoffzusätze, Geschmacksverstärker und pharmazeutische Produkte. "Sicher gibt es viele weitere Anwendungsmöglichkeiten, die wir während des Projekts finden werden", bekräftigte die Jenaer Wissenschaftlerin Dr. Annegret Stark, die ebenfalls an dem Forschungsprojekt beteiligt ist.

Der Markt im Fokus

Um das Potenzial neuer Produkte zu erkennen, müssen die Wissenschaftler den Markt im Auge behalten. In dem interdisziplinären Team übernehmen das die Wirtschaftswissenschaftler vom Lehrstuhl für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Absatzwirtschaft/Marketing/Handel der Universität Jena, welche das Projekt gemeinsam mit dem Institut für Technische Chemie und Umweltchemie initiiert haben. Zukünftig sollen in dem Team Pharmakologen, Mediziner, Toxikologen, Verfahrenstechniker, Materialwissenschaftler, Betriebswirte und Chemiker Seite an Seite in einem Innovationslabor an der Entwicklung innovativer Gebrauchsgüter aus nachwachsenden Rohstoffen arbeiten.