Jungforscher suchen nach Biomaterial für den Flugzeugbau

Julia Dreier

Am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft forschen zwei Stipendiaten nach Stoffen für die Zukunft.



Die 27 Jahre alte Jia Mao aus China und Michel de Mereiles Brioude (28) aus Brasilien haben sich gegen 20 Bewerber durchgesetzt und ein Stipendium der "Barbara- und Elisabeth-Grammel-Studienstiftung in Freiburg" am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft erhalten. Mit jeweils 40.000 Euro unterstützt die Stiftung die zwei jungen Forscher nun bei ihren Forschungsprojekten. Drei Jahre lang dauert das Stipendium, in dem die Chinesin und der Brasilianer nach innovativen Biomaterialien forschen.


Jia Mao kommt aus Shanghai und wohnt bereits seit März vergangenen Jahres in Freiburg. Die Chinesin mit dem bekannten Nachnamen erklärt: "Mein Projekt besteht darin, unter der Verwendung von ionischer Flüssigkeit Zellulose-Nanofasern aus Holz zu gewinnen, um neuartige Nanoverbundstrukturen zu schaffen." Im Klartext: Mao will chemisches Material aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen.

"Nano" bezeichnet dabei die Größeneinheit: Ein Nanometer entspricht einem Milliardstelmeter, ist also winzig. Der Rohstoff besteht aus Zellulose – chemisch betrachtet ein Biopolymer, das Pflanzen in ihren Zellwänden als Gerüst dient; Zellulose bildet also das Skelett der Pflanzen. Der Stoff ist extrem fest und dehnbar. Durch die Anreicherung mit Plastik oder Biokunststoffen können neuartige Eigenschaften entwickelt werden. Mao erklärt, dass die Mischung zum Beispiel als biologisch abbaubarer und sehr leichter Bauwerkstoff in der Luftfahrt verwendet werden kann.

Trotz vieler Stunden im Labor hat Jia Mao auch schon viel von Freiburg gesehen. Wie ihr Stipendiumskollege wohnt sie in der Studentensiedlung – kurz "Stusie" – am Seepark. "Ich mag Freiburg", sagt die Chinesin. Ob ihr Ehemann ihr in dem noch zwei Jahre dauernden Stipendium nach Deutschland folgen kann, sei ungewiss. De Mereiles Brioude hatte da mehr Glück: "In den Weihnachtsferien ist meine Frau zu mir gezogen. Wir waren sogar schon wandern", erzählt der Brasilianer aus der Stadt Salvador und strahlt.

Sowohl die chinesische Forstwissenschaftlerin Mao als auch der chemische Verfahrenstechniker de Mereiles Brioude werden von der Professorin Marie-Pierre Laborie angeleitet, die seit 2009 am Freiburger Institut lehrt. Die beiden Doktoranden sind die ersten des Instituts, die die Möglichkeit bekamen, ihre Forschungsstudien im Labor des Freiburger Materialforschungszentrum durchzuführen. Laborie erzählt: "Ich habe bereits ein Projekt geleitet, das in Zusammenarbeit mit der Firma Boeing nachwachsende Rohstoffe entwickelt hat. Diese werden zum Bau von Flugzeugen genutzt. Das Material ist steif wie Stahl, aber leichter, billiger und umweltfreundlicher als alle bisherigen Stoffe."

"Der meiste Abfall aus der Papierproduktion wird einfach verbrannt. Dabei sind dessen Fasern hochwertig einsetzbar."

[Michel de Mereiles Brioude]

Die "Barbara- und Elisabeth-Grammel-Studienstiftung", die das Stipendium ausschreibt, wurde im Jahr 2006 gegründet. Ein Jahr zuvor war der ehemalige Direktor des Instituts, Rolf Heinz Grammel, verstorben. In seinem Testament hatte Rolf Heinz Grammel verfügt, dass der Großteil seines Vermögens in eine Stiftung fließen soll, welche junge ausländische Forscher bei ihren Promotionen unterstützt. Eingerichtet wurde die nach Grammels Tochter und Ehefrau benannte Stiftung unter dem Dach des Vereins "Freunde und Förderer der Universität Freiburg".

Die Stipendiaten sollten aus jenen Ländern kommen, zu denen Grammel besondere wissenschaftliche und persönliche Beziehungen unterhalten hat: Brasilien, Argentinien und die Volksrepublik China. Für eine Stipendiumsdauer von drei Jahren werden diesen je 40 000 Euro zur Verfügung gestellt. Bedingung ist, dass das Thema aus dem Fachbereich der "Forstbenutzung" stammt.

Der brasilianische Stipendiat erzählt, warum auch er das Thema "Zellulose-Nanofasern" gewählt hat: "Ich habe mir Gedanken über die Umweltverschmutzung gemacht. Der meiste Abfall aus der Papierproduktion wird einfach verbrannt. Dabei sind dessen Fasern hochwertig einsetzbar." Zum Beispiel in der Medizin. So seien Wirkstoffpflaster zurzeit noch mit chemischen Klebestoffen angereichert. "Diese führen immer wieder zu Hautirritationen", erklärt Laborie. Biomaterialien seien verträglicher, denn im Gegensatz zu Kunststoffen sind diese durchlässig. Klebestoff aus Biomaterial sei aufgrund seiner hohen Klebestärke vielfältig einsetzbar, etwa als Verpackungspapier von Lebensmitteln.

Eine Zukunft mit Flugzeugen aus biologisch abbaubaren Rohstoffen und Medikamenten aus recyceltem Papier: Schwer vorstellbar, aber durchaus möglich, das zeigen die Forschungsprojekte der zwei jungen Wissenschaftler.

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[Thomas Kunz]