Biofilm verhindert das Beschlagen von Brillen
Wissenschaftler der Aalto University nutzen mit Lignin ein Abfallprodukt der Papierindustrie
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Biofilmstreifen auf dem Rohstoffspender Holz (Foto: Alexander Henn, aalto.fi/en) |
Aalto (pte015/27.09.2023/12:30)
Aus dem Abfallstoff der Papierindustrie, Lignin, erzeugen Forscher der Aalto University um Alexander Henn einen transparenten Film, der das Beschlagen von Brillengläsern verhindert. Der Biofilm ist nicht nur eine Alternative zu den derzeit verwendeten synthetischen Materialien, sondern verwandelt auch ein Abfallprodukt in eine klimaschützende Kohlenstoffsenke.
Transparenz bisher unerreichbar
Lignin ist reichlich vorhanden, aber sehr schwer zu verarbeiten und wird daher trotz seines geringen Energieinhalts meist zur Wärmeerzeugung verbrannt. Die Herstellung von Lignin-Nanopartikeln für Antibeschlagbeschichtungen ist zwar keine neue Idee, aber bisher gelang es nicht, sie in transparente Filme umwandeln.
"Bisher waren sogar extrem dünne Ligninpartikelfilme sichtbar. Wir wussten, dass kleine Partikel weniger trüb erscheinen, deshalb wollte ich sehen, ob ich unsichtbare Filme herstellen kann, indem ich die Partikelgröße auf ein Minimum reduziere", so Henn. Der Erfolg stellte sich ein, als er im Ligninmolekül ein Wasserstoffatom durch eine sogenannte Acetylgruppe ersetzte, ein Molekül, das Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff enthält. Durch Zusatz von Alkohol bildete sich bei einer Temperatur von moderaten 60 Grad Celsius binnen Minuten ein transparenter Biofilm. Durch Zugabe von Pigmenten lässt sich dieser Film auch einfärben.
Industrielle Nutzung leicht möglich
Einer Machbarkeitsstudie zufolge bedeuten die einfache Reaktion und die hohe Ausbeute, dass sie gewinnbringend auf industrielles Niveau ausgeweitet werden kann. "Ligninbasierte Produkte sind kommerziell wertvoll und fungieren gleichzeitig als Kohlenstoffsenken. Sie tragen also dazu bei, die derzeitige Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und den CO2-Ausstoß zu reduzieren. Anwendungen mit hoher Wertschöpfung wie diese sind wichtig, um die Verwertung von Lignin voranzutreiben und uns davon abzuhalten, Lignin nur als Brennstoff zu verwenden", sagt Aalto-Biochemikerin Monika Österberg.
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