Kategorie: ‘Keratin’
Neue Doktorandin
Seit Juli begrüßen wir Lena Schmitz im Bereich biobasierte Baustoffe. In ihrer Dissertation beschäftigt sie sich mit den Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten des Faserproteins Keratin, welches unter Anderem aus Schafwolle, Federn, Haaren oder Hufen gewonnen wird. Dabei versucht sie diese Abfallprodukte sinnvoll zu recyceln und umweltfreundliche, ressourcenschonende und nachhaltige Materialien für die Bauindustrie zu erforschen. Wir wünschen ihr viel Erfolg bei ihrer Forschung und heißen sie in der Arbeitsgruppe herzlich willkommen.
Abgeschlossene Masterarbeit
Wir gratulieren Lena Schmitz herzlich zum erfolgreichen Abschluss ihres Masterstudiums im Studiengang Chemie. Der Titel ihrer Masterarbeit lautet: „Zum Einfluss von Additiven auf die mechanischen Eigenschaften thermoplastischer Biokomposite aus hydrolysierten Keratinen“.
3rd ICSTI
Prof. Weichold hielt auf der 3rd International Conference on Science Technology & Innovation (3rd ICSTI), 11.8.2023 in Chiang Mai, Thailand, einen online-Vortrag mit dem Titel „The potential of keratin as renewable resource„.
IPC2023
Auf der 13th Society of Polymer Science Japan (SPSJ) International Polymer Conferences (IPC2023), 18.–21.7.2023 in Sapporo, Japan, waren wir mit zwei Vorträgen vertreten:
Prof. Weichold
Fighting Fire with Feathers
Fabian Weitenhagen
Development of bio-based thermoset polyester resins
Gemeinsame Veröffentlichung:
Metallkomplexe mit Keratinliganden
In Zusammenarbeit mit der Forschergruppe um Prof. Panwad Sillapawattana von der Maejo University, Chiang Mai, Thailand, wurden Komplexe von Fe3+, Cu2+, Zn2+ und Ag+ mit Keratinliganden hergestellt und Möglichkeiten zur Anwendung im biomedizinischen Bereich untersucht. Insbesondere zeigen Keratinhydrolysate mit niedrigem Molekulargewicht eine höhere Metalladsorption. Die Gesamtergebnisse legen nahe, dass die spezifischen Eigenschaften der Komplexe, einschließlich Hitzebeständigkeit, antibakterieller Aktivität und geringer Zytotoxizität, für medizinische Textilien wünschenswert sind.
A. K. Aldred, P. Klungsupya, W. Charerntantanakul, O. Weichold, P. Sillapawattana
Preparation of Keratin‑Metal Complexes Derived from Different Treatments of Chicken Feather Waste
Waste Biomass Valor. 2024, 15, 115. https://doi.org/10.1007/s12649-023-02154-z
Neue Veröffentlichung:
Federn ersetzen Ruß in Gummi
Die meisten heute verwendeten Elastomere („Gummi“) basieren auf Schwefel als Vernetzungsmittel und Ruß aus fossilen Rohstoffen, um die mechanischen Eigenschaften zu verändern. Hier zeigen wir, dassnatürliches Keratin, z. B. aus Geflügelfedern, ein sehr vielversprechender Ersatz für beide sein kann. Federn sind nicht nur zäh, sondern enthalten auch eine relevante Menge an Schwefel in Form von Disulfidbrücken. Diese können unter Vulkanisationsbedingungen aktiviert werden und dann kovalent an EPDM-Kautschuk binden, um ein vernetztes Netzwerk zu bilden. Das Vorhandensein von Federabfällen erhöht die Zug- und Druckfestigkeit sowie die Härte und verringert die Rückprallelastizität. Aufgrund ihres hohen Stickstoffgehalts von ca. 17 % verbessern die Federn auch die thermische Stabilität des Verbundstoffs, wobei der Hauptabbauschritt von 400 °C auf 470 °C verschoben und die Zersetzung deutlich verlangsamt wird. Da es sich bei Elastomeren um einen großen Markt und insbesondere bei Federn um einen voluminösen Abfall handelt, bietet die Kombination von beidem enorme ökologische und wirtschaftliche Perspektiven.
M. Brenner, O. Weichold
Poultry Feather Waste as Bio-Based Cross-Linking Additive for Ethylene Propylene Diene Rubber
Polymers 2021, 13, 3908. https://doi.org/10.3390/polym13223908
Neue Veröffentlichung:
Federn lassen Pflanzen wachsen
Der weltweite Temperaturanstieg führt zu einer zunehmenden Ausbreitung von semi-ariden und ariden Regionen und geht mit einer Verschlechterung landwirtschaftlicher Anbauflächen einher. Polymere können in vielerlei Hinsicht helfen, dürfen dabei aber nicht zur Belastung für die Umwelt werden. In diesem Zusammenhang stellen wir hier eine Methode vor, mit der Geflügelfedern, die stellvertretend für Keratinabfälle im Allgemeinen stehen, in Hydrogele für die Verwendung als Pflanzenwachstumsmedium umgewandelt werden können. Aus geeignet hergestellten, wässrigen Keratinlösungen entstehen beim Verdunsten natürlich vernetzte Hydrogele. Der Kresse-Keimtest zeigte, dass das Gel keine toxischen Substanzen enthält und stark an den Wurzeln haftet. Dadurch sind die Pflanzen vor Trockenstress geschützt, solange das Gel noch Feuchtigkeit enthält.
M. Brenner, O. Weichold
Autogenous Cross-Linking of Recycled Keratin from Poultry-Feather Waste to Hydrogels for Plant-Growth Media
Polymers 2021, 13, 3581. https://doi.org/10.3390/polym13203581
Neue Veröffentlichung:
Federn als Bindemittel und Flammschutz
Die steigende Nachfrage nach nachhaltigen Baumaterialien erfordert alternative Flammschutzmittel, die eine bessere Nachhaltigkeit als die bisher verwendeten aufweisen. In diesem Zusammenhang präsentieren wir unsere ersten Ergebnisse mit aufgearbeiteten Geflügelfederabfällen für die Herstellung von flammhemmenden Faserplatten vor. Imprägnierte Holzfasern zeigen eine deutlich verringerte Zersetzungsgeschwindigkeit und um ca. 50 °C höhere Zersetzungstemperaturen. Zudem erfolgt die Zersetzung schrittweise und nicht unmittelbar wie bei unbehandeltem Holz. Bei einem Gesamtproteingehalt von ca. 10 Gew.-% sind die im Nassverfahren hergestellten Platten selbstverlöschend und glimmen nicht nach. Im Dreipunkt-Biegeversuch versagten diese Faserplatten bei 15 N/mm2, dem nach DIN EN 622 geforderten Grenzwert für kommezielle, Formaldehyd-gebundene MBH-Faserplatten. Dies zeigt, dass die verwerteten Federreste nicht nur eine beeindruckende flammhemmende Wirkung, sondern auch als vollwertiges Bindemittel für eine neue Generation ökologischer Faserplatten verwendet werden können. Da diese Platten Da diese Platten ausschließlich auf natürlichen Materialien basieren, können sie am Ende ihres Lebenszyklus geschreddert und kompostiert werden.
Der Artikel wurde vom Journal für das Cover der Ausgabe 5(50) ausgewählt.
M. Brenner, O. Weichold
Protein Hydrolysates from Biogenic Waste as an Ecological Flame Retarder and Binder for Fiberboards
ACS Omega 2020, 5, 32227−32233. https://dx.doi.org/10.1021/acsomega.0c03819
Neue Veröffentlichung:
Duroplaste mal anders
Die Natur vermeidet hochreaktive funktionelle Gruppen, wie z. B. Isocyanat und Epoxid, durch den Einsatz hochspezialisierter Enzyme als Katalysatoren in Kondensationsreaktionen. Folglich erfordern biobasierte Rohstoffe in-vitro-Reaktionsbedingungen, die häufig nur schwer mit den Anforderungen an duroplastische Harze vereinbar sind. Zudem werden bei Kondesationsreaktionen kleine Moleküle freigesetzt (häufig Wasser), was unter den gängigen Reaktionsbedingungen zur Bildung von Schäumen führt. Es scheint also, dass natürliche Bausteine nicht für die Herstellung duroplastischer Harze geeignet wären.
Wir zeigen hier, dass die Zugabe von geschnittenen Federn die zuvor berichtete Schaumbildung von stark vernetzten Kombinationen wie z. B. Zitronensäure/Glycerin verhindert, den Umsatz erhöht und die flammhemmenden Eigenschaften verbessert.
M. Brenner, C. Popescu, O. Weichold
Anti-Frothing E ffect of Poultry Feathers in Bio-Based, Polycondensation-Type Thermoset Composites
Appl. Sci. 2020, 10, 2150; https://doi:10.3390/app10062150
Sprache:
