Schwer entflammbare Chitin-Schäume für den Bau – Sabine Laschat

00:00:03: Frau Laschardt, Sie sind Direktorin am Institut für Organische Chemie.

00:00:09: Beschäftigen sich also von Haus aus mit Naturstoffen und Flüssigkristallen auch Farbstoffen – alles Mögliche ganz viel!

00:00:19: Jetzt ist Chitin dazu gekommen.

00:00:21: Sie haben mitgemacht bei dem Projekt Chitín Fluid.

00:00:25: Was war denn Ihr Anreiz für ihr Fachgebiet, sich mit Chitins überhaupt auseinanderzusetzen?

00:00:31: Hier kommen ja aus der synthese Chemie.

00:00:34: Sie haben die verschiedenen Themen, die wir bearbeiten gerade genannt und was uns reizt ist interessante Moleküle mit interessanten Eigenschaften zu synthetisieren.

00:00:47: Und da hat die Frau Weiß aus dem Biologischen Institut uns angesprochen und hat uns darüber berichtet, dass sie die Bio-Synthese von Chitin, von diesem Biomakromolekül genauer untersuchen anhand von kleinen einzelligen Algen, die im Meer vorkommen.

00:01:08: Und er hat uns gefragt ob wir da Lust haben so genannte Modulatoren zu synthetisieren.

00:01:14: das sind kleine Moleküle, die zuckerähnlich aussehen von der Struktur und in der Biosynthese dazwischen funken.

00:01:26: Normalerweise ist es so dass solche Modulatoren die Bio-Synthese des Makromoleküls hemmen.

00:01:35: Das kann man dann zum Beispiel sehen unter dem Mikroskop indem man eine Alge unter einem Lichtmikroskop verfolgt und den Chitinfaden, denen sie produziert ausmisst.

00:01:47: Der hat normalerweise eine gewisse Länge.

00:01:50: Und wenn man dort eine Substanz dazu gibt – eine künstliche Substanz– und die Biosynthese stört wird der Faden kürzer?

00:01:59: Das ist der Normalfall!

00:02:01: Was aber das überraschende Ergebnis unserer Arbeiten war, dass unsere Modulatoren plötzlich dazu geführt haben, dass die Algen längere Fäden produziert haben.

00:02:13: Und das hat uns veranlasst nochmal, uns das genauer anzuschauen – an welcher Stelle die Bio-Synthese in diesen kleinen Algen gestört wird oder geändert wird, sodass plötzlich ein längerer Chitinfaden produziert wird?

00:02:31: Weil es ist Grundlagenforschung und wenn man das aber mal in die Zukunft projiziert Dann kann man sich vorstellen, dass man aus Algen oder irgendwelchen anderen lebenden Organismen Chitin für praktische Anwendungen im größeren Maßstab produziert.

00:02:50: Also jetzt reden wir über Milligrammenge, Submilligrammecken also ganz kleine Mengen die man gerade so unter Mikroskop sieht.

00:02:59: aber toll wäre es natürlich, man könnte Chitins Fäden in großen Maßstaben Also wirklich im Gramm oder Kilogrammaßstab herstellen.

00:03:08: Das heißt aber eine völlige Synthese von Chitin ist den Menschen nicht möglich bisher?

00:03:13: Nee, nee, das ist nicht möglich!

00:03:15: Bisher gewinnt man Chitins aus Abfällen also zum Beispiel Gripsschalen, Muschelschalen.

00:03:24: wenn die in der Fischerei-Industrie oder in der Aufarbeitung dann sozusagen als Abfall anfallen kann daraus Chitinen isoliert werden.

00:03:36: Oder man kann – das wurde im Institut von Herrn Steckbauer gemacht, die haben Fliegen auf Kompost und Biomüll gezüchtet, die Fliegenlarven.

00:03:48: Und diese Fliegen larven, die heuten sicher mehrfach.

00:03:51: und wenn man diese heute dann quasi sammelt und daraus kann man Chitin im präparativen Maßstab isolieren Das ist zum Beispiel eine Quelle.

00:04:04: Oder wenn sie Zitronensäure zum Backen kochen, irgendwas haltbar machen nutzen – das ist ja eine kristalline farblose Substanz.

00:04:15: Die wird nicht großtechnisch durch Einkochen von Zitronsaft gewonnen.

00:04:21: Die Mengen würden gar nicht ausreichen sondern die wird über ein biotechnologischen Prozess aus einem Schimmelpilz gewonnen.

00:04:28: Wir kennen ihn alle, das ist wenn die Kaffeetasse mal ein bisschen länger herum steht dann bildet sich da so einen schwarzer Schimmel drauf und diesen Schimmeln kann man aber auch nutzen und daraus gezielt Zitronensäure gewinnen.

00:04:45: Da bleibt aber natürlich Abfall übrig und wenn man diesen Abfall aufarbeitet, kann man daraus Chitin gewinnen.

00:04:52: Sie haben sich ganz intensiv mit Schäumen beschäftigt, die mit Chitin herstellbar sind.

00:04:58: Worum ging es da?

00:04:59: Das zweite Arbeitspaket was wir realisiert haben in diesem Projekt beschäftigte sich mit der Herstellung von Schäume, die im Bauwesen genutzt werden können also Hybridmaterialien aus verschiedenen Komponenten in feste Werkstoffe eingebaut werden oder zum Beispiel zu Schaumbeton verarbeitet werden können.

00:05:23: Zum einen war natürlich das richtige Rezept zu finden, das richtige Mischungsverhältnis damit es erst mal schäumt und dann nach diesem

00:05:35: Backprozess

00:05:37: eine mechanisch stabile Form bringt, die man in gewünschtes Bauteil einbauen kann oder mechanisch zerkleinern kann.

00:05:46: Zum Beispiel in Scheiben schneiden oder Ähnliches.

00:05:49: und zum anderen hat uns interessiert wie die Eigenschaften, zum Beispiel die mechanischen Eigenschaftend, die Robustheit, die Purysität, die Struktur aber auch die Robustheit gegen Brandvorgänge oder die Lärmdämmung, Frequenzabhängig.

00:06:08: Die Schalldämon wie effizient die funktioniert und zwar in Abhängigkeit von der Chitinquelle.

00:06:14: Da haben wir verschiedene Quellen getestet welchen Einfluss die Ursprungsquelle auf die späteren Eigenschaften dieses Chitinschaums hat.

00:06:26: Also Chitin ist nicht gleich Chitim?

00:06:28: Nein, nein.

00:06:30: Das kann man schon daran erkennen dass Chitinen in der Natur ja in ganz unterschiedlichen Bereichen vorkommt also allein wenn man sich Marinoorganismen anguckt oder Insekten.

00:06:42: die haben das sogenannte Exoskelett was aus chitinhaltigen Materialien besteht mit einem ganz großen Spektrum an Festigkeit.

00:06:52: sie haben ganz difficile Heute von Larven, von Würmern.

00:06:58: Sie haben die Flügel oder die Fühler von Schmetterlingen.

00:07:03: Oder sie haben diese ganz extreme Härte von einer Muschelschale.

00:07:08: Dort ist zum Beispiel das Chitin in einem Verbundwerkstoff eingebaut.

00:07:14: Das heißt man hat ein Verbundwerksstoff aus Kalk und Proteinen und Chitins.

00:07:24: Und das führt dazu, dass eben eine Muschelschale zum Beispiel eine Auslandschale eine unglaubliche Festigkeit hat.

00:07:32: Das Besondere ist

00:07:33: z.B.,

00:07:34: dass Chitin irgendwie brennbar oder nicht brennnbar ist?

00:07:37: Chitine

00:07:37: ist nicht brynnbar im Gegensatz zu Zellulose.

00:07:41: Zelluluose ist brynhnbar aber Chitinenbestandteile sind schwer inflammbar.

00:07:47: also ein Vorteil eigentlich auch für die Bau aus Sicht der Bauwirtschaft.

00:07:52: Also ich hätte vorher, ehrlich gesagt gerade bei diesen Brandversuchen nicht erwartet wie robust dieses Material ist.

00:07:59: Und vor allen Dingen man hat nicht das Problem wie bei Polymeren dass das brennende Teil dann anfängt zu tropfen und alles andere in Brand setzt.

00:08:08: Das verbindet eben wenn man an die Zukunft denkt den Vorteil der Nachhaltigkeit dass es aus einem nachwachsenden Rohstoff gewonnen wird mit Sicherheitsaspekt, dass man damit sichere Gebäude erstellen kann.

00:08:26: Also ein ganz spannendes Material des Chitin.

00:08:29: Ganz vielseitig zu untersuchen von der Nano-Struktur in den Flüssigkristallen bis hin dann letztlich zum Bauschaum.

00:08:39: Das Bauwerken daraus entstehen können Das ist gefördert worden von der Karlzeistiftung.

00:08:47: Was war die Blickrichtung?

00:08:48: Das Programm war ausgeschrieben, neue intelligente Werkstoffe und da war schon das Thema Werkstoff für Bauwesen ein gewisser Fokus.

00:09:01: Man muss sich in so einem Verbundprojekt auch konzentrieren auf bestimmte Fragestellungen und kann nicht alles bearbeiten.

00:09:09: Beispielsweise könnte man mit solchen Chitinenwerkstoffen auch an medizinische Anwendungen denken, aber das war einfach von vornherein ausgeschlossen.

00:09:19: Weil man nicht in der Wissenschaft auf fünf Hochzeiten gleichzeitig tanzen kann sondern sich dann fokussiert auf bestimmte Fragestellung.

00:09:29: Sie wollen weiter auf der Hochzeit mit Chitin tanzen?

00:09:34: Ja, wir sind weiterhin sowohl mit Herrn Stegbauer im Kontakt und arbeiten an einem aktuellen Projekt aber auch zum Beispiel mit der Biologie zusammen.

00:09:45: Diese Modulatoren die die Bio-Synthese beeinflussen da sind wir noch lange nicht am Ende und da laufen die Arbeiten jetzt weiter.

00:09:55: Na dann viel Erfolg wünsche ich dabei und vielen Dank, Frau Lascha.

00:09:58: Danke schön!