Gold

Analysieren der Goldschlägerhaut mechanisch, strukturell und genetisch bis auf die molekulare Ebene.

Motivation

Textilien sind seit Beginn des Industriezeitalters ein Motor für technologische Innovationen. Während die Nachfrage nach synthetischen Textilien in den letzten 13 Jahren um 30 % gestiegen ist, verbraucht die moderne Textilproduktion große Mengen an Petrochemikalien, Wärmeenergie und nicht nachhaltig beschafften Rohstoffen. Wir glauben, dass die Natur eine große Inspiration für alternative und hochleistungsfähige Textillösungen bietet. Die äußerste Gewebeschicht der Serosa des Rinderanhängsels ist ein äußerst elastisches und reißfestes Naturmaterial auf der Basis von Kollagen, dem am häufigsten vorkommenden tierischen Biopolymer. Der gebräuchliche Name Goldschlägerhaut geht auf die frühere Verwendung als hauchdünne Trennschicht beim Schlagen von Blattgold zurück. Während des Ersten Weltkriegs wurde Goldschlägerhaut in industriellem Maßstab bei der Herstellung von Gasballons für Kampfzeppeline der deutschen Marine verarbeitet. Da die Ernte von Goldschlägerhaut in industriellem Maßstab als Nebenprodukt der Fleischproduktion aus Gründen der Verfügbarkeit und aus ethischen Gründen nicht mehr möglich ist, sind wir bestrebt, ein biologisch hergestelltes Substrat mit ähnlichen oder sogar besseren Eigenschaften zu reproduzieren.

Ziel

Unser Ziel ist es, die Haut des Goldschlägers mechanisch, strukturell und genetisch bis auf die molekulare Ebene zu analysieren. Die mechanische Analyse wird die Materialeigenschaften für den Einsatz in dehnbaren, elastischen Textilien belegen. Die RNA-Sequenzierung von kollagenproduzierenden Mesothelzellen aus der Rinderserosa wird Aufschluss über die Biosynthese eines so vielseitigen Gewebes geben. Außerdem werden wir einen physischen Prototyp eines Wearables auf der Basis von nativem Gewebe entwickeln.

GOLD VISUALISIERT

Forschungsansatz

Die Entwicklung von Textilsubstraten erfordert die biotechnologische Herstellung von Proteinpolymeren mit Hilfe der synthetischen Biologie im Tonnenbereich. Zu diesem Zweck werden wir den strukturellen Aufbau der Haut des Goldschlägers durch biochemische Analysen und RNA-Sequenzierung entschlüsseln. Wir sehen ein enormes Potenzial für die Entwicklung von Materialien auf der Basis von Goldschlägerhaut, die Elastan (d.h. Polyether-Polyharnstoff-Copolymere) ersetzen können. Im Jahr 2015 wurde die Gesamtproduktion von Spandex auf über 760 Kilotonnen geschätzt und wird bis 2023 voraussichtlich 1.550 Kilotonnen überschreiten, was einem Marktvolumen von rund 8 Milliarden Dollar entspricht. Das gesamte Marktvolumen für elastomere Werkstoffe beläuft sich auf nahezu 100 Mrd. $. GOLD zielt darauf ab, die schnelle und kosteneffiziente Entwicklung eines neuartigen, aus Kollagen gewonnenen Biomaterials für leistungsstarke und verbraucherorientierte Gewebe und Textilien der nächsten Generation zu demonstrieren. Wir werden einen Demonstrator auf der Basis von natürlicher Goldschlägerhaut entwerfen, um die langfristige Vision von biofabrizierten Textilien zu kommunizieren.

Resultate

Das GOLD-Projekt untersuchte die Goldschlägerhaut, eine Gewebeart, die im Magen von Kühen vorkommt. Diese elastische Membran wurde biochemisch charakterisiert mit dem Ziel, ein recycelbares, biobasiertes und veganes Hochleistungstextil zu entwickeln. Die Materialeigenschaften der Goldschlägerhaut werden anhand einer leichten Regenjacke veranschaulicht. Die besonderen Materialeigenschaften ermöglichen eine Monomaterialentwicklung ohne Zusatzstoffe und eine direkte Wiederverwendung als Rohstoff. In den kommenden Jahren soll die biotechnologische Reproduktion in einem weiteren Forschungsprojekt validiert werden. Ziel und Traum wäre es, in weiteren Entwicklungsschritten die Realität eines biologisch gewachsenen Produktes zu erreichen und damit die Vision einer Regenjacke technisch, ästhetisch und ökologisch sinnvoll umzusetzen.

Projektpartner

GET IN TOUCH

Claudio Flores M.Sc. claudio@kybernesia.org

Felix Rasehorn M.A. f.rasehorn@wintdesignlab.de

Sie möchten sich auch für ein Projekt bewerben? Kontaktiere uns