CoSpinning

Spinnen von Kollagen in ionischen Flüssigkeiten und niedrigschmelzenden eutektischen Lösungsmitteln.

Motivation

Die Notwendigkeit unseres Projekts ergibt sich aus der dringenden Notwendigkeit, nachhaltige Hochleistungsfasern für die Textil- und Sportbekleidungsindustrie zu entwickeln. Die derzeitigen Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasern sind aufgrund ihrer Ineffizienz und Umweltauswirkungen für großtechnische Anwendungen ungeeignet. Herkömmliche Verfahren beruhen auf säurelöslichem Kollagen, das lange Koagulationszeiten erfordert und kurze Fasern erzeugt, die für die Verwendung in Textilien unpraktisch sind. Diese Verfahren sind für die Massenproduktion nicht kosteneffizient, was zu hohen Preisen und einer begrenzten Verfügbarkeit von hochwertigen Kollagenfasern führt. Außerdem werden bei den herkömmlichen Verfahren scharfe Chemikalien verwendet und es fallen erhebliche Mengen an Abfall an, was zu einer Verschlechterung der Umweltbedingungen beiträgt. Angesichts des wachsenden Umweltbewusstseins steigt die Nachfrage nach nachhaltigen und biologisch abbaubaren Materialien in Verbraucherprodukten. Unser Projekt befasst sich mit diesen Problemen durch die Entwicklung eines neuartigen Spinnverfahrens unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten (ILs) und/oder tief eutektischen Lösungsmitteln (DES). Diese innovativen Lösungsmittel sollen Kollagen auflösen, ohne seine Molekularstruktur zu beschädigen, und so die Herstellung langer, kontinuierlicher Fasern ermöglichen, die sich für Textilien eignen. Dieser Ansatz senkt die Produktionskosten und minimiert die Umweltbelastung durch den Verzicht auf schädliche Chemikalien und die Verringerung des Abfalls.

Ziel

Das Ziel unseres Projekts ist die Entwicklung und Validierung eines neuartigen Spinnverfahrens zur Herstellung von natürlichen und/oder rekombinanten Kollagenfasern unter Verwendung von tief eutektischen Lösungsmitteln (DES) und/oder ionischen Flüssigkeiten (IL). Mit diesem Verfahren sollen umweltfreundliche, leistungsstarke Fasern mit Eigenschaften wie Elastizität, Biokompatibilität und biologischer Abbaubarkeit hergestellt werden. Während der Projektlaufzeit wollen wir einen Konzeptnachweis für diese Faserproduktionsmethode erbringen und damit den Weg für nachhaltige Alternativen zu synthetischen Fasern wie Elastan und Polyurethan ebnen.

CoSpinning VISUALISIERT

FORSCHUNGSANSATZ

Unser Projekt umfasst mehrere Schlüsselaktivitäten, um die Motivation anzugehen und unsere Ziele zu erreichen. Zunächst werden wir ein Kollagen-Spinnverfahren unter Verwendung ionischer Flüssigkeiten (IL) und/oder tief eutektischer Lösungsmittel (DES) entwickeln. Dies beinhaltet die Identifizierung geeigneter Lösungsmittelsysteme, die natürliches und/oder rekombinantes Kollagen auflösen können. Gleichzeitig werden wir einen Anforderungskatalog erstellen, um sicherzustellen, dass unsere Materialien die erforderlichen qualitativen und quantitativen Standards erfüllen. Wir werden Kollagenfasern im Labormaßstab nass verspinnen, den Koagulationsprozess optimieren und die Eigenschaften der hergestellten Fasern bewerten. Schließlich werden wir Demonstrationstextilien herstellen und Kommunikationsmaterialien vorbereiten, um unsere Ergebnisse zu präsentieren. Dieser strukturierte Ansatz stellt sicher, dass wir ein umweltfreundliches, kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung von Kollagenfasern mit erheblichem industriellen Potenzial entwickeln.

Projektpartner

GET IN TOUCH

Juliane Wipperfürth juliane.wipperfuerth@ita.rwth-aachen.de

Felix Rasehorn f.rasehorn@wintdesignlab.de

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