Cellulose statt Erdöl
Forscherteam mit Beteiligung der TU Graz entwickelt nachhaltigen Schaumstoff
Schaumstoffe haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, etwa im Automobil-, Haus- und Maschinenbau oder in Schuhen und Helmen. Bisher ist es üblich, diese Stoffe auf Basis von Erdöl herzustellen, was ihren ökologischen Fußabdruck negativ belastet. Im EU-Projekt BreadCell hat ein internationales Konsortium Schaumstoffe auf Basis von Cellulose entwickelt, die in einem dem Brotbacken ähnlichen Prozess hergestellt werden. Die Schaumstoffe sind vollständig biologisch abbaubar und rezyklierbar. Zwei Institute der TU Graz, das Institut für Biobasierte Produkte und Papiertechnik und das Institut für Fahrzeugsicherheit, haben bei der Entwicklung der Technologie eine entscheidende Rolle gespielt.
Ein zentrales Element des Projekts war es, mittels Simulationen Korrelationen zwischen der Schaumfestigkeit und dem Faserdesign herzustellen. Aufgrund der entwickelten Modelle und Daten konnten Schäume mit verschiedensten Dichten und mechanischen Eigenschaften hergestellt werden, die in diversen Demonstratoren verbaut wurden.
Bei der Entwicklung des Schaums standen die Forschenden vor der Herausforderung, die Dichte über die gesamte Dicke des Schaums perfekt homogen zu halten. Doch die Inhomogenität erwies sich bei einer spezifischen Anwendung als vorteilhaft: bei Fahrradhelmen. Eine weichere Mittellage ermöglicht eine Art Scherung zwischen der äußeren und inneren Helmlage.
Außer einem Fahrradhelm haben die Forschenden etwa ein Skateboard, ein Bodyboard und Schuheinlagen hergestellt und getestet. Neben der Chalmers University (Projekt-Koordination) und der TU Graz waren noch drei weitere Institutionen an BreadCell beteiligt: Die Uni Wien arbeitete an Sandwich-Konstruktionen für Leichtbauteile, während Tecnalia in Spanien die Machbarkeit der industriellen Umsetzung prüfte und BioNanoNet (BNN) in Graz die biologische Abbaubarkeit und den Lebenszyklus bewertete. Mit dem Unternehmen FOAMO ist auch ein Spin-off aus dem Projekt hervorgegangen, das auf Basis des entwickelten Schaumstoffs leichte und dämpfende Schuheinlagen herstellt.
