„Wir haben hier in Potsdam den Durchbruch geschafft“ – Dr. Jens Erdmann über seine wegweisende Forschung an biobasierten Carbonfasern am Fraunhofer IAP

Carbonfasern gelten als äußerst stabil und leicht und sind damit für den Leichtbau unverzichtbar geworden. Sie werden unter anderem in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Wie man Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen kann, dazu forscht Dr. Jens Erdmann am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm.

Die Arbeit in einem der schönsten Wissenschaftsparks Deutschlands

Wenn Dr. Jens Erdmann von seinem Arbeitsumfeld spricht, gerät er schnell ins Schwärmen: „Der Potsdam Science Park bietet eine wunderschöne Atmosphäre, um zu arbeiten. Morgens schlendere ich über die Wiesen, wir haben einen Teich vor der Tür – wenn ich mich erholen möchte, schaue ich aus dem Fenster.“ Der gebürtige Sachse (Görlitz) hat hier, wie es scheint, seinen Traumarbeitsplatz gefunden.

Dr. Jens Erdmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung, kurz: Fraunhofer IAP. Hier forscht er an Biopolymeren. Was das für Nicht-Wissenschaftlerinnen und -wissenschaftler heißt, erklärt er so: „Wir forschen daran, wie man aus Molekülen der Natur Werkstoffe für die Industrie herstellen kann“.

Die Arbeit in einem der schönsten Wissenschaftsparks Deutschlands

Wenn Dr. Jens Erdmann von seinem Arbeitsumfeld spricht, gerät er schnell ins Schwärmen: „Der Potsdam Science Park bietet eine wunderschöne Atmosphäre, um zu arbeiten. Morgens schlendere ich über die Wiesen, wir haben einen Teich vor der Tür – wenn ich mich erholen möchte, schaue ich aus dem Fenster.“ Der gebürtige Sachse (Görlitz) hat hier, wie es scheint, seinen Traumarbeitsplatz gefunden.

Dr. Jens Erdmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung, kurz: Fraunhofer IAP. Hier forscht er an Biopolymeren. Was das für Nicht-Wissenschaftlerinnen und -wissenschaftler heißt, erklärt er so: „Wir forschen daran, wie man aus Molekülen der Natur Werkstoffe für die Industrie herstellen kann“.

„Wir haben hier Meilensteine geschaffen, die weltweit geachtet werden“ – Spitzenforschung am Fraunhofer IAP

Zu einem seiner Schwerpunkte gehören biobasierte Carbonfasern. Carbonfasern überzeugen durch ihr geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Steifigkeit. Sie gelten als das festeste und steifste Material, das derzeit in großtechnischen Anlagen erzeugt werden kann. Aus diesem Grund haben sie unter anderem eine große Bedeutung für den Leichtbau – eine der Schlüsseltechnologien, mit der die Wende hin zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft vorangetrieben werden soll. So finden sich Carbonfasern in Flugzeugen, Autos, Sportgeräten oder Windkraftanlagen wieder. Der Nachteil: Carbonfasern werden aus polymeren faserförmigen Vorläufermaterialien hergestellt, die weltweit zu 95 Prozent aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) bestehen.

Seit sieben Jahren forschen Dr. Jens Erdmann und seine Kolleginnen und Kollegen im Auftrag des Finnisch-Schwedischen Forstwirtschaftkonzerns Stora Enso daran, Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen. Dabei handelt es sich um eine Herkulesaufgabe: „Seit fast fünfzig Jahren arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, aus biogenen Rohstoffen wie zum Beispiel Cellulose oder Lignin eine wettbewerbsfähige Carbonfaser zu entwickeln. Es ist nie zu einem Durchbruch gekommen. Wir haben diesen geschafft“, so der Wissenschaftler. Die Lösung bestand darin, die beiden Komponenten Cellulose und Lignin in einem bestimmten Verhältnis miteinander zu kombinieren. Dadurch ist es gelungen, die nachteiligen Eigenschaften beider Komponenten zu eliminieren und ihre positiven Eigenschaften zu erhalten. Jens Erdmann ist sehr zufrieden mit den Ergebnissen: „Wir verzeichnen seit sieben Jahren einen Erfolg nach dem anderen. Das ist wirklich ein tolles Gefühl.“

„Wir haben hier Meilensteine geschaffen, die weltweit geachtet werden“ – Spitzenforschung am Fraunhofer IAP

Zu einem seiner Schwerpunkte gehören biobasierte Carbonfasern. Carbonfasern überzeugen durch ihr geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Festigkeit und Steifigkeit. Sie gelten als das festeste und steifste Material, das derzeit in großtechnischen Anlagen erzeugt werden kann. Aus diesem Grund haben sie unter anderem eine große Bedeutung für den Leichtbau – eine der Schlüsseltechnologien, mit der die Wende hin zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft vorangetrieben werden soll. So finden sich Carbonfasern in Flugzeugen, Autos, Sportgeräten oder Windkraftanlagen wieder. Der Nachteil: Carbonfasern werden aus polymeren faserförmigen Vorläufermaterialien hergestellt, die weltweit zu 95 Prozent aus erdölbasiertem Polyacrylnitril (PAN) bestehen.

Seit sieben Jahren forschen Dr. Jens Erdmann und seine Kolleginnen und Kollegen im Auftrag des Finnisch-Schwedischen Forstwirtschaftkonzerns Stora Enso daran, Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen. Dabei handelt es sich um eine Herkulesaufgabe: „Seit fast fünfzig Jahren arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler daran, aus biogenen Rohstoffen wie zum Beispiel Cellulose oder Lignin eine wettbewerbsfähige Carbonfaser zu entwickeln. Es ist nie zu einem Durchbruch gekommen. Wir haben diesen geschafft“, so der Wissenschaftler. Die Lösung bestand darin, die beiden Komponenten Cellulose und Lignin in einem bestimmten Verhältnis miteinander zu kombinieren. Dadurch ist es gelungen, die nachteiligen Eigenschaften beider Komponenten zu eliminieren und ihre positiven Eigenschaften zu erhalten. Jens Erdmann ist sehr zufrieden mit den Ergebnissen: „Wir verzeichnen seit sieben Jahren einen Erfolg nach dem anderen. Das ist wirklich ein tolles Gefühl.“

Foto: Dr. Jens Erdmann © Till Budde

Dieser Blog und die Projekte der Standortmanagement Golm GmbH im Potsdam Science Park werden aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Landes Brandenburg finanziert.