Kreislaufwirtschaft: SUTD entwickelt biologisch abbaubare 3D-Druckmaterialien

In der Natur sind biologische Materialien und Organismen Teil eines zirkulären Produktions- und Abbauprozesses. Der Mensch hat jedoch neue Materialien und Produkte entwickelt, die nicht in die Kreislaufwirtschaft passen. Dies führt zu Abfällen und schlussendlcuh auch zur Schädigung unseres Planeten. Ein Projekt der Singapore University of Technology and Design (SUTD) zielt darauf ab, einen Prozess zu schaffen, der es ermöglicht, städtischen Abfall abzubauen und als 3D-Druckmaterial wiederzuverwenden. Dadurch solle eine neue Art der Kreislaufwirtschaft entstehen.

Das vom SUTD-Team entwickelte Verfahren soll in der Lage sein, “die Herstellung und den Abbau von fast jedem Objekt innerhalb einer Kreislaufwirtschaft unter Verwendung von additiver Fertigung und städtischem Abfall” zu ermöglichen. Die Methode wurde – so erklärt das Team – von natürlichen Prozessen inspiriert.

Schon in einem Vorgängerprojekt entwickelten die Forscher ein pilzähnliches Klebematerial mit dem Namen FLAM. Dies besteht aus Chitin und Zellulose, welches aus Krustentier- und Insektenschalen sowie aus Holz und Papier gewonnen wird. Das Material wurde als umweltfreundliche Alternative zu Kunststoff entwickelt, die biologisch abbaubar, flexibel und haltbar ist sowie mit 3D-Druck verarbeitet werden kann.

Die Herausforderung bei dem FLAM-Material bestand darin, dass es Chitin beinhaltet, das typischerweise saisonal als Nebenprodukt der Fischereiindustrie gewonnen wird. Dadurch ist es eher im ländlichen Küstengebiet verfügbar. Um den (CO2-intensiven) Transport des natürlichen Polymers zu vermeiden, wollten die Forscher eine lokalere Lösung finden, die sich auf die Verwendung von Materialien aus einem regionalen Ökosystem konzentriert.

Hier stießen die Forscher auf die Soldatenfliege. Wie die Forscher herausfanden, kann der Panzer der Fliege auch als Quelle für Chitin verwendet werden. Dieses Insekt wird auch dazu genutzt organisches Material wie Lebensmittelabfälle in Proteine, Öle und andere Biomasse zu zerlegen. Daraus zogen die Forscher die Schlussfolgerung, dass Chitin von vielen Insekten und natürlichen Organismen stammen könnte, die Nahrungsabfälle wie Würmer und Pilze abbauen können. Das bedeutet, dass es die Möglichkeit gibt, Chitin von jedem lokalen Insekt oder Wurm zu gewinnen, das für die Biokonversion verwendet wird – eine Technik zum Abbau von Nahrungsmitteln, die immer beliebter wird.

Das Chitin kann dann mit lokal gewonnener Zellulose kombiniert werden, um 3D-Druckmaterialien herzustellen, die in Produkte umgewandelt und schließlich mit Hilfe von Insekten biologisch abgebaut werden können, und so beginnt der Kreislauf von neuem.

Die Studie mit dem Namen “Circular manufacturing of chitinous bio-composites via bioconversion of urban refuse” kann kostenlos hier abgerufen werden.