Wie festes Holz zu zähflüssigem Honig wird

Wer bei Zellstoff nur an Papiertaschentücher denkt, der verkennt die enormen Potenziale des Werkstoffs Zellulose. Längst gehören Bildschirme für Plasma-Fernsehgeräte, Spezial-Textilien und intelligente Wundverbände zur Produktpalette aus dem nachwachsenden Rohstoff.

„Gemeinsam ist all diesen Produkten, dass der Rohstoff Zellulose als Feststoff umgewandelt wird“, sagt Prof. Dr. Thomas Heinze von der Universität Jena. Im Gegensatz dazu bietet die homogene Zellulosechemie noch ganz andere Chancen, sagt der Professor für Organische und Makromolekulare Chemie. In diesem Fall liegt der Rohstoff Zellulose im gelösten Zustand vor, seine Konsistenz lasse sich mit zähflüssigem Honig vergleichen, umschreibt Heinze.

Im Labor lässt sich die Zellulose schon jetzt auflösen und weiterverarbeiten. Doch die Wissenschaftler der Uni Jena wollen gemeinsam mit Industriepartnern in einem neuen Projekt in andere Dimensionen vorstoßen. „Unser Ziel ist es, am Beispiel zweier Verwertungsketten die homogene Zellulosechemie technisch zu etablieren“, sagt Dr. Tim Liebert. Der Chemiker von der Uni Jena gehört zu den Koordinatoren der Thüringer Applikationsplattform für homogene Polysaccharidchemie (TAP), die als neues Wachstumskern-Potenzial-Verbundvorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 1,2 Millionen Euro gefördert wird. Beteiligt sind das Kompetenzzentrum Polysaccharidforschung am Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie der Uni Jena, die Jenaer Hautklinik und die Ostthüringer Material Prüfgesellschaft für Textil und Kunststoffe mbH in Rudolstadt. Das Forschungszentrum für Medizin und Biotechnologie GmbH in Langensalza und die Gebr. Ewald GmbH in Nahetal-Waldau konnten als Industriepartner gewonnen werden. Durch diese Partner erhöht sich das Budget auf 1,6 Millionen Euro. Der Startschuss für das auf zwei Jahre angelegte Verbundvorhaben ist zu Jahresbeginn gefallen.

Die Herausforderung für die Forscher besteht darin, den im Labor erprobten Prozess in die industrielle Reife zu überführen. „Es muss gelingen, die Zellulose kostengünstig und nachhaltig in Lösung zu bringen“, sagt Thomas Heinze. Bislang fehlen nichttoxische preiswerte Medien, um Zellulose effizient zu lösen. Außerdem sind die verfügbaren komplexen Lösungsmittel-Systeme – eingesetzt werden vorrangig organische Salzschmelzen – derzeit noch nicht wiederverwendbar.

Das Interesse der Industrie ist groß, weil gelöste Zellulose zu Produkten mit antibakterieller Wirkung oder zu oberflächenaktiven Verbindungen umgesetzt werden kann. In Kosmetika machen die Zellulose-Derivate Cremes oder Lotionen haltbarer. Außerdem wird die antibakterielle Wirkung in medizinischer Hinsicht nutzbringend sein. Bei Entzündungen versprechen die neuen Inhaltsstoffe Linderung und sind im besten Falle natürlichen Ursprungs. Besonders wichtig ist das bei sensiblen Körperpartien wie etwa der Kopfhaut. Bis zur Marktreife solcher Arzneimittel ist es aber noch ein weiter Weg.