Ob Matratze, Snowboard, Dämmstoff, Skihelm oder Abwaschschwamm - Schaumstoff wird vielfältig eingesetzt. Am Ende bleiben aber Berge von Plastikmüll zurück. Ein internationales Forschungsteam - darunter die Technische Universität Graz- hat einen Schaumstoff entwickelt, der sowohl biologisch abbaubar als auch rezyklierbar ist. Er basiert auf Zellulose und wird in einem Verfahren hergestellt, das dem Brotbacken ähnelt, teilte die TU Graz am Mittwoch mit.

Die Entwicklung ist Teil des EU-Projekts "BreadCell", das darauf abzielt, umweltfreundliche Alternativen zu erdölbasierten Materialien zu schaffen. Stefan Spirk vom Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik der TU Graz sieht im Bereich der bisher erdölbasierten Produkte großes Potenzial von Materialien die auf Basis von Zellulosefasern hergestellt werden. Er betonte die Bedeutung solcher Materialien in verschiedenen Sektoren: Der Schaumstoff könnte beispielsweise im Automobilsektor zur Energieabsorption bei Unfällen oder im Bauwesen als Dämmmaterial eingesetzt werden. Auch in Bezug auf Feuchtemanagement und Akustik böten sich mögliche Anwendungen für den neu entwickelten Schaumstoff.

Faser-Design und Simulationen als Schlüssel zur Innovation

Kunststoffe wie etwa herkömmlich hergestellter Schaumstoff sind aus unserem Alltag schwer wegzudenken. Doch sie verschlingen große Mengen fossiler Rohstoffe. Der unter Beteiligung der TU Graz entwickelte Schaumstoff ersetzt das bisher zum Einsatz gekommene Erdöl und dessen Polymere durch Zellulosefasern. Zellulose, Hemizellulose und Lignin binden große Mengen an Kohlenstoff und werden mithilfe von speziell gezüchteten Hefen aufgeschäumt.

Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts des internationalen Teams aus Schweden, Österreich und Spanien war die Entwicklung von Simulationsmodellen, die die Beziehung zwischen Schaumfestigkeit und Faserdesign untersuchen. Diese Modelle ermöglichten die Herstellung von Schäumen mit unterschiedlichen Dichten und mechanischen Eigenschaften. Die Forschenden testeten den Schaumstoff in verschiedenen Produkten, darunter Skateboards und Fahrradhelmen, und entdeckten dabei Eigenschaften, die die Sicherheit bei Unfällen verbessern könnten. Hier kam u. a. ein hochdynamischer Prüfstand an der TU Graz zum Einsatz.

Spin-off produziert nachhaltige Schuheinlagen

Das Projekt unter der Leitung der Chalmers University of Technology (Göteborg) führte schließlich zur Gründung eines Spin-offs namens FOAMO. Es wird im akademischen Gründerzentrum Science Park Graz betreut und im Rahmen des AplusB Scale-up Programms gefördert und hat sich auf die Herstellung von leichten und dämpfenden Schuheinlagen aus dem entwickelten Schaumstoff spezialisiert.

Neben der TU Graz und der Chalmers University waren auch die Universität Wien beteiligt. BioNanoNet (BNN) in Graz bewertete die biologische Abbaubarkeit und den Lebenszyklus.