Motorradhelme: Rüben für die Rübe
Schnapsidee oder Erfolgsrezept? – Ob es sich lohnt, bei einem Produktionsprozess auf ein ökologischeres Material umzustellen, wissen Forscher der Empa. Sie haben eine Analysemethode entwickelt, mit deren Hilfe mögliche Szenarien theoretisch durchgespielt werden können. Etwa wenn es darum geht, mit aus Rüebliabfällen hergestellten Nanofasern Motorradhelme zu verstärken.
Auch wenn weltweit an biologisch abbaubaren und recyclingfähigen Kunststoffen geforscht wird, bleiben faserverstärkte Bauteile problematisch – etwa wenn Glasfasern oder Kohlefasern verwendet werden. Im Rahmen eines EU-Forschungsprojektes hat die schottische Firma Cellucomp Limited nun eine Methode entwickelt, mit der sich aus Karottenabfällen, die bei der Produktion von Rübelisaft anfallen, Nanofasern gewinnen lassen. Solche Fasern wären nicht nur kostengünstig, sondern auch biologisch abbaubar.
Doch ist, was im Labor funktioniert, auch im grossen Massstab markttauglich? Mit Hilfe der an der Empa entwickelten MPAS-Methode („Multi Perspective Application Selection“) lässt sich klären, in welchen Industriesektoren neue Materialien technisch und ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden können. Parallel dazu wird bei MPAS die ökologische Seite solch neuer Materialien berücksichtigt. Das Ergebnis in diesem Fall: Nanofasern aus Rüebliabfall können künftig etwa in der Produktion von Motorradhelmen oder von Seitenwänden für Wohnmobile eingesetzt werden.
Drei Mal unter der Lupe
Um die Marktchancen eines neuen Materials zu eruieren, gehen die Empa-Forscher Fabiano Piccinno, Roland Hischier und Claudia Som bei der MPAS-Methode in drei Schritten vor. Zuerst wird das Feld möglicher Anwendungen abgesteckt und folgende Fragen beantwortet: Welche Anwendungen kommen aufgrund der technischen Eigenschaften in Frage und in welche Kategorien können sie eingeteilt werden? Und kann das neue Material ein bestehendes ersetzen? Im zweiten Schritt geht es um die technische Machbarkeit und die Marktchancen: Es wird abgeklärt, ob die geforderten Materialeigenschaften mit dem technischen Prozess erreicht werden können. Zudem wird geschaut, ob sich der Laborprozess kostengünstig auf Industriemassstab hochskalieren lässt und geklärt, ob sich das Material eher für den Low-Cost-Sektor oder für teure Luxusgüter eignet. Wichtig ist beim zweiten Schritt auch, ob ein Produkt den gesetzlichen Normen und den Zertifizierungswünschen der Kunden entspricht. Im letzten Schritt wird schliesslich der ökologische Aspekt unter die Lupe genommen: So versucht man herauszufinden, ob das neue Material wirklich umweltfreundlicher ist, auch wenn alle Schritte von der Produktentstehung bis zum Recycling einberechnet werden, und worauf man bei einer umweltfreundlichen Herstellung achten muss.
Fazit: Nicht nur Motarradhelme sondern auch Möbel oder Surbretter
Mit dem MPAS-Ansatz sei man in der Lage, einzelne Szenarien einer zukünftigen Produktion recht genau durchzukalkulieren, schreibt die Empa in ihrer Medienmitteilung. So war im Fall der Nanofasern aus Rüebliabfällen entscheidend, ob für ihre Produktion fünf Tonnen frische Karotten oder aber 209 Kilogramm Faserabfall aus der Saftpressung als Ausgangsstoff verwendet werden. Einen Einfluss auf die Produktionskosten hatte die Frage, ob das Lösungsmittel am Ende wiederverwertet oder verbrannt wird. Zudem hängt die Energiebilanz hängt davon, wie die Enzyme, welche die Fasern aus den Karotten lösen, deaktiviert werden. Im Labor geschieht dies durch Hitze, für eine Industrieproduktion wäre der Einsatz von Bleichmitteln günstiger.
Für die Faserproduktion aus Karottenabfällen hat die MPAS-Analyse sechs mögliche Kundensegmente herauskristallisiert, die es für Cellucomp Limited lohnt, genauer anzuschauen: Schutzausrüstungen und Geräte für den Freizeitsport, Sonderfahrzeuge, Möbel, Luxusverbrauchsgüter sowie industrielle Fertigung. Als Beispiele nannten die Forscher: Motorradhelme und Surfbretter, Seitenwände von Wohnmobilen, Esstische, High-End-Lautsprecherboxen und Produkt-Schutzmatten für marmorverarbeitende Betriebe. (mai/mgt)
