Garn aus Schlachtabfall

Rund 70 Millionen Tonnen Fasern werden heute j?hrlich rund um den Globus gehandelt. Fast zwei Drittel davon entfallen auf Kunstfasern auf Erd?lbasis. Die h?ufigsten verwendeten Naturfasern sind Wolle und Baumwolle, doch haben sie gegen¨¹ber synthetischen Fasern an Boden verloren.

Ein absolutes, wenn gleich auch umweltgerechtes, Nischenprodukt sind Fasern aus Biopolymeren pflanzlichen oder tierischen Ursprungs. Schon Ende des 19. Jahrhunderts gab es Versuche, Proteine zu Textilien zu veredeln. So wurde 1894 bereits ein Patent f¨¹r Textilien aus Gelatine eingereicht. Doch nach dem Zweiten Weltkrieg verdr?ngten die aufkommenden Kunstfasern die biologischen Proteinfasern rasch und gr¨¹ndlich vom Markt.

In den vergangenen Jahren ist jedoch der Ruf nach nat¨¹rlichen Fasern aus umweltfreundlicher Produktion und erneuerbaren Ressourcen lauter geworden. Gerade die Wollfaser feierte in funktionalen Sportkleidern aus Merinowolle eine Wiederauferstehung. Und in Deutschland hat eine Jungunternehmerin vor ein paar Jahren damit begonnen, aus dem Milchprotein Kasein hochwertige Textilien zu produzieren.

Neuer Verwendungszweck f¨¹r Abfallprodukt

Nun pr?sentiert Philipp St?ssel, Doktorand in der Gruppe f¨¹r funktionelle Materialien (FML) von Professor Wendelin Stark, in Zusammenarbeit mit dem Advanced Fibers Laboratory der Empa St. Gallen ein neues Verfahren, mit dem aus Gelatine hochwertige Fasern gewonnen werden k?nnen. Die Fasern konnte er zu einem Garn verspinnen, aus dem sich Textilien herstellen lassen.

Gelatine besteht im Wesentlichen aus Kollagen, das ein Hauptbestandteil von Haut, Knochen oder Sehnen ist und in Schlachth?usern in grossen Mengen als Abfall anf?llt. Daraus l?sst sich einfach Gelatine herstellen. F¨¹r Stark und St?ssel war es deshalb naheliegend, dieses Biomaterial f¨¹r ihre Versuche zu verwenden.

Zufall verhalf zu einer L?sung

Beim Experimentieren bemerkte St?ssel, dass sich das Protein bei der Zugabe eines organischen L?sungsmittels (Isopropanol) zu einer erhitzten, w?ssrigen Gelatinel?sung am Boden des Gef?sses absetzte. Die formlose Masse sog er mit einer Pipette auf und konnte ohne Kraftaufwand einen dehnbaren, endlosen Faden aus ihr herausdr¨¹cken. Dies war der Startpunkt f¨¹r seine ungew?hnliche Forschungsarbeit.

Im Lauf seiner Dissertation entwickelte und verfeinerte der Wissenschaftler schliesslich das Verfahren, das soeben in einer Publikation in der Fachzeitschrift ?Biomacromolecules? vorgestellt wurde.

Anstelle der Pipette benutzte er mehrere parallel angeordnete Spritzenpumpen. Durch gleichm?ssigen Druck trieben die Spritzen feine Endlos-F?den aus, die ¨¹ber zwei teflonbeschichtete Rollen gef¨¹hrt wurden. Die Rollen wurden konstant in einem Ethanolbad benetzt; dadurch konnten die Filamente nicht verkleben und h?rteten rasch aus, ehe sie auf einem F?rderband aufgerollt wurden. Mit der von ihm entwickelten Spinnanlage konnte der 28-j?hrige 200 Meter Fasern pro Minute herstellen. Rund 1000 Einzelfasern verzwirnte er danach mittels einer Handspindel zu einem Garn. Als Anschauungsobjekt liess der Forscher daraus einen Handschuh stricken.

Garn gl?nzt seiden