Im Jahr 2016 arbeitete Derby Rubber mit Darren Martins Forschungsgruppe zusammen, indem sie das Advance Queensland Fellowship von Dr. Nasim Amiralian drei Jahre lang sponserten. Gemeinsam führten wir drei Analysen der Spinifex-Nanofasern und ihrer Fähigkeit der Verstärkung von Gummimischmaterialien durch.

Was ist Spinifex?

Mehr als ein Fünftel der australischen Natur sind von Stachelkopfgräsern dominiert, die auch als Spinifex bekannt sind. Die 69 einheimischen Arten gedeihen in halbtrockenen Umgebungen und sandigen, nährstoffarmen Böden und sind zur Regeneration auf Feuer angewiesen.

Diese winterharte Pflanze wurde 2008 Gegenstand eines ARC Discovery-Projekts, an dem Dr. Nasim Amiralian ab Ende 2010 teilnahm, nachdem sie aus dem Iran an das Australian Institute for Bioengineering and Nanotechnology (AIBN) der University of Queensland im Rahmen eines PhD-Stipendiums kam.

Nasim begann damit, klebriges Spinifexharz zu extrahieren, welches schon seit Urzeiten von indigenen Stämmen Australiens als Klebstoff für Werkzeuge und Strohdächer verwendet wird. Dabei wollte sie herausfinden, ob es als moderner Leim oder Klebstoff verwendet werden kann.

„Nanofasern können aus jeder Pflanze extrahiert werden“, – sagte Nasim. „Aber die Nanofasern, die aus Spinifex gewonnen werden, sind etwas ganz Besonderes: Sie sind sehr dünn und lang und flexibel, und genau das brauchen Werkstoffingenieure.“

Die Fasern sind „nur zig Atome breit, aber tausende Atome lang“, sagt der AIBN-Professor Darren Martin. Dieses ungewöhnlich hohe Verhältnis ist „genau das, wonach wir für die Verstärkung flexibler Materialien suchen“.

Wie Spinifex Gummiprodukte verstärken kann

Die einzigartigen Eigenschaften von Spinifex-Nanofasern haben Potenzial als Superkleber in Anwendungen wie Baumaterialien, Verpackungen und Elastomeren, und sind in der Lage, Stärke und Flexibilität in winzigen Dosen hinzuzufügen.

Ein interessantes Gebiet für diesen nachwachsenden Werkstoff ist die Gummiverstärkung, die durch Zusätze von nur 0,1 Prozent verbessert werden konnte. Hier liegt ein Potential für dünnere und bessere Handschuhe, Kondome und Gummimischungen.

Nur eine kleine Menge Spinifex – weniger als 5 % – reicht laut Nasim aus, um Gummi, Polyurethan oder andere Polymere zu verstärken.

Eine Zusammenarbeit mit der indigenen Gemeinschaft

Die University of Queensland und der Partner Dugalunji Aboriginal Corporation haben die Finanzierung für die Inbetriebnahme einer Nanozellulose-Pilotanlage an der Universität erhalten. Im Rahmen eines Projekts zwischen beiden Unternehmen besteht das langfristige Ziel darin, in der Kleinstadt Comooweal Arbeitsplätze in der Bearbeitung für indigene Menschen zu schaffen.

Warum ist es wichtig, in Spinifex-Nanofasern zu investieren?

Australien ist bei weitem nicht das einzige Land, das den industriellen Nutzen von Cellulose-Nanofasern erforscht. Nasim glaubt, dass Australien in diesem schnell wachsenden Bereich hinter dem Rest der Welt zurückbleibt.

„In Europa, Nordamerika, Japan und Kanada gibt es bereits starke Entwicklungen in diesem Bereich“, sagte sie. „Sie stammen aus natürlichen Quellen und sind biologisch abbaubar. Wenn wir all diese neuen Konzepte im Bereich der Verpackung betrachten, ist der Rest der Welt viel näher an Anwendungen für diese Nanofasern.“

Wirtschaftliche Investitionen und die Zusammenarbeit zwischen den Branchen sind hier von entscheidender Bedeutung.

Derby Rubber unterstützt die Dugalunji Aboriginal Corporation und die University of Queensland in ihren Bemühungen, Spinifex nachhaltig und tragfähig zu ernten und Spinifex-Produkte für den Einsatz in kommerziellen Anwendungen bereitzustellen.

Quelle:
Artikel „Grass-roots discovery“ der University of Queensland.