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ePaper created 2017-03-14, 09:55:24 | version 1.49.03
CHEMIE UND PROZESSINDUSTRIE 1 BIOINSPIRIERTE FLUORCARBONFREIE HYDROPHOBIERUNGSMITTEL FÜR TEXTILIEN Michael Richter, Chris tina Faltl, Patricia Hub er, Michael H ofer Umweltverträgliche Textilausrüstung Die Veredelung von Textilien, etwa um sie mit wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften auszurüsten, erfordert zumeist den Einsatz von umweltschädlichen Chemikalien. Der Natur entlehnte Hydrophobierungsmittel bieten sich als umweltverträgliche Alternativen an. Innovative Ansätze für die schadstoffarme Herstellung von wasserabweisenden Funktions molekülen, die für Mensch und Umwelt in jeder Hinsicht unbedenklich sind, haben daher in der Textilindustrie eine sehr große Bedeutung. Aus diesem Grund erforscht der Straubinger Institutsteil BioCat des Fraunhofer IGB zusammen mit den Hohenstein Instituten in Bönnigheim die Herstellung und Anwendung solcher bioinspirierter Hydrophobierungsmittel. Die Natur als Vorbild Das Grundkonzept des Projekts ist der Natur entliehen. Die angestrebten Hydrophobierungsmittel bestehen aus funk- tionalen Proteinen und können mittels biotechnologischer Verfahren aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Die hydrophoben Proteine kommen in der Natur als Hydrophobine beispielweise in Pilzen vor. Dort spielen sie unter anderem eine wichtige Rolle bei der Beeinlussung der Oberlächenspannung von Wasser während der Ausbildung von Luftmyzelien. Hydrophobine können als amphiphile Proteine durch nicht-kovalente Wechselwirkungen auf einer Material oberläche sehr hydrophobe (wasserabweisende) Schichten ausbilden, wenn ihr hydrophober Teil dabei von der Materialseite weggerichtet ist. Um die Hydrophobine speziisch und gerichtet an cellulose- haltige Textilien zu binden, werden ebenfalls Proteine aus der Natur genutzt – sogenannte Cellulose-Ankerproteine, die zum Beispiel in natürlichen Enzymen wie Cellulasen vorkommen. Die entstehenden bifunktionalen Fusionsproteine können dann auf verschiedene Textilien appliziert werden und sollen dort einzigartige hydrophobe Eigenschaften aufweisen. In einer Machbarkeitsstudie konnten bereits Ankerproteine hinsichtlich der selektiven und festen Bindung an Cellulose- Textilien erfolgreich getestet werden. Biologische Alternative zu Chemikalien Die bioinspirierten Funktionsproteine werden entwickelt, um in Zukunft eine nachhaltige und robuste Alternative zu den bis heute gängigen per- und polyluorierten Chemikalien darzustellen, die für die wasserabweisende Ausrüstung von Textilien benutzt werden. Diese sind aufgrund ihrer Herstel- lungsverfahren und Umweltverträglichkeit sehr umstritten und unterliegen einem wachsenden regulatorischen Druck. Im Projekt werden alle notwendigen Arbeiten der Molekular- biologie, Protein-, Oberlächen- und Textilchemie abgedeckt. Das Vorhaben wird von einem projektbegleitenden Ausschuss beraten, der sich aus Vertretern der Textilindustrie und des Biotechnologiesektors zusammensetzt. Somit sind die Rah- menbedingungen für die Umsetzung der Projektziele und für die Möglichkeit der industriellen Machbarkeit von vornherein in idealer Weise gegeben. 7 6