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Unterschiedlichste Farben lassen sich umweltfreundlich herstellen © Vienna Textile Lab
Unterschiedlichste Farben lassen sich umweltfreundlich herstellen © Vienna Textile Lab

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Alle Farben werden grün

05.11.2019

Farbstoffe für das Färben von Textilien sind heute oft extrem umweltschädlich. An der TU Wien entwickelt man nun völlig neue umweltfreundliche Farbstoffe - mit Hilfe von Mikroorganismen.

Das Färben von Textilien ist heute ein großes Umweltproblem: Auf der ganzen Welt werden erdölbasierte, synthetische Farbstoffe verwendet, dazu kommen noch Hilfschemikalien wie chromhaltige Beizmittel. Der ganze Prozess ist chemikalienintensiv, umweltbelastend und nicht nachhaltig. Neue Materialien und alternative Farbstoffe werden dringend benötigt. Eine Lösung für dieses Problem könnten Mikroorganismen sein: Auf biotechnologischem Weg lassen sich die benötigten Farbmoleküle viel umweltfreundlicher herstellen. An der TU Wien startet nun das von der FFG geförderte Projekt "biogene Farbstoffe", das in den nächsten Jahren ungiftige, nachhaltige Methoden für das Färben von Textilien hervorbringen soll. Am 15.10.2019 wurde es gestartet.

Bakterien statt Erdöl

"Synthetische Farbstoffe können toxisch sein, zum Beispiel manche Azofarbstoffe, die heute häufig eingesetzt werden", sagt Prof. Florian Rudroff. "Je nach Verfahren landen beim Färbeprozess bis zu 40 % davon im Abwasser."

Rudroff wird das Forschungsprojekt am Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien gemeinsam mit Dr. Karin Fleck vom Vienna Textile Lab leiten. Ihr Forschungsteam wird nun neue Farbstoffmoleküle herstellen, die bisherige auf petrochemischem Weg gewonnene Farbstoffe, ersetzen können. Dabei werden Bakterien untersucht, um herauszufinden, wie man mit ihrer Hilfe neue Farbstoffmoleküle erzeugen kann.

"Viele Mikroorganismen produzieren von Natur aus bestimmte Farbstoffe als sekundäre Stoffwechselprodukte", erklärt Florian Rudroff. "Sie dienen den Bakterien als Schutz vor UV-Strahlung, Kälte oder Nahrungskonkurrenten. Aber sie eignen sich auch, um Textilien zu färben."

Diese Farbstoffe können auf biotechnologischem Weg unter umweltfreundlichen Bedingungen hergestellt werden. "Bei der biotechnologischen Herstellung sind die Bedingungen bei Temperatur und pH-Wert milder als bei der petrochemischen Synthese. Außerdem können wir auf diese Weise nachwachsende Rohstoffe einsetzen und den Einsatz von Petrochemie weitgehend vermeiden", sagt Karin Fleck. "Unser Ziel sind Synthesepfade für die Textilindustrie, die Ressourcen schonen, biologisch abgebaut werden können und dabei für Mensch und Natur unbedenklich sind."

Den Stoffwechsel der Bakterien verstehen

Die universitäre Forschung im Projekt konzentriert sich auf die Stoffwechselwege in den Mikroorganismen. Es wird untersucht, unter welchen Bedingungen bestimmte Bakterien Farbstoffe produzieren und wie man die Stoffwechselwege aktivieren oder verstärken kann. "Wir müssen genau klären, wie die Molekülstruktur der Farbstoffe aussieht. Wenn wir Ausgangsstoffe und Zwischenprodukte der Farbstoffe identifizieren, können wir auch herausfinden, wie man die Farbstoffproduktion genetisch oder biochemisch beeinflussen kann", sagt Florian Rudroff.

Die Charakterisierung von Stoffwechselwegen und Zwischenprodukten ermöglicht es in Zukunft auch, rascher und einfacher, weitere neue Farbstoffe in anderen Mikroorganismen zu finden. In Assoziation mit dem TU-Doktoratskolleg "Bioactive" können diese Fragestellungen wissenschaftlich umfassend und interdisziplinär bearbeitet werden.

Die Firmenpartner des Projekts sind für den angewandteren Teil der Forschung zuständig: Sie werden daran arbeiten, technologische Hürden bei der nachhaltigen und wirtschaftlichen Anwendung der Farbstoffe zu überwinden. "Ihr volles Nachhaltigkeitspotenzial können die neuen Herstellungsmethoden nur entfalten, wenn effiziente und ressourcenschonende Methoden zur Extraktion und Reinigung der Farbstoffe gefunden werden", sagt Karin Fleck. Auch Verbesserung der Ausbeute in der Produktion spielt hier eine wichtige Rolle.

Eine Revolution des Textilfärbens

Das Ziel des Projekts ist ambitioniert: "Wir streben eine Revolution im Textilfärben an", betont Florian Rudroff. "Wir wollen einen nachhaltigen, industriell einsetzbaren Prozess mit mikrobiellen Farbstoffen entwickeln, bei dem kein gefährliches Abwasser entsteht und unsere Umwelt nicht länger verschmutzt wird."

Rückfragehinweis:
Prof. Florian Rudroff
Institut für Angewandte Synthesechemie
Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9, 1060 Wien
T +43-1-58801-163618
florian.rudroff@tuwien.ac.at
STICHWÖRTER
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