Abgeschlossene Projekte

AMWood: Bioinspirierte holzbasierte Materialsysteme mittels hochauflösendem "Multimaterial Additive Manufacturing" von Lignin

Das Ziel des Projektes liegt darin, drei biomimetische Prinzipien technologisch so zu erschließen, dass sie mittels einer neuartigen hochauflösenden multimaterialen additiven Fertigungsstrategie aus Lignin und Cellulose, den beiden Hauptbestandteil von Holz, umgesetzt werden können. Mit dieser als AMWood bezeichneten Formulierung wird eine natürliche Ressource als Basismaterial mittels einer angepassten additiven Fertigungsstrategie zur Herstellung von biomimetischen Materialien eingesetzt.
Im Rahmen dieses Kooperationsprojekts mit der Fakultät für Biologie (Gruppe Speck) und der Technischen Fakultät (Gruppe Rapp) ist die Professur für Forstliche Biomaterialien für die Entwicklung von photovernetzbaren und mechanisch abstimmbaren Ligninformulierungen verantwortlich.

Projektlaufzeit: Juli 2021 - Juni 2022

Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), "Ideenwettbewerb Biologisierung der Technik", Förderkennzeichen 13XP5141

Ansprechpartner: Nan Yang (nan.yang@fmf.uni-freiburg.de)

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Webseite: https://www.werkstofftechnologien.de/projekte/holz-aus-dem-3-d-drucker (Grundinformationen zum Projekt)

Optische Stabilität von transparentem Buchenholz

Transparentes Holz kann durch Delignifizierung oder Bleichen von Holz und anschließender Infiltration mit einem Matrix-Polymer, welches einen sehr ähnlichen Brechungsindex zu Holz bzw. Cellulose aufweist, hergestellt werden. Das resultierende Material weist eine hohe Transparenz, eine gute Opazität und verbesserte mechanische Eigenschaften im Vergleich zum reinen Matrix-Polymer auf. Das Projekt untersucht die Herstellung von transparentem Holz aus Buche (Fagus sylvatica). Dabei wird der Einsatz von unterschiedlichen chemischen Vorbehandlungsmethoden des Buchenholzes und die Verwendung von verschiedenen Matrix-Polymeren getestet. Zudem wird neben optischen und mechanischen Eigenschaften auch die optische Stabilität des transparenten Buchenholzes untersucht.

Projektlaufzeit: Januar 2019 - Dezember 2020

Förderung: Dieses Projekt wird durch die Gesellschaft zur Förderung der forst- und holzwirtschaftlichen Forschung an der Universität Freiburg im Breisgau e.V. (GFH) gefördert.

Ansprechpartner: Dr. Heiko Winter

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

WooBAdh - Umweltfreundliche Bioklebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

Im Verbundprojekt ERA CoBioTech Call 1: "WooBAdh - Umweltfreundliche Bioklebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen" arbeitet die Professur für Forstliche Biomaterialien mit den vier Partnern Universität Santiago de Compostela (E), Université de Lorraine (F), Universität Ljubljana (SLO) und Fraunhofer Institut für Chemische Technologie (D) sowie assoziierten Partner aus der Industrie zusammen an der Entwicklung formaldehydfreier Holzklebstoffe. Der Fokus in Freiburg liegt dabei auf der Synthese und Formulierung von Klebstoffen auf Basis verschiedener natürlicher Polyole wie Ligninen und Tanninen, um diesen einen Mehrwert zu verleihen und auf diese Weise deren stoffliche Nutzung voranzutreiben.

Projektlaufzeit: April 2018 - März 2021

Förderung: ERA CoBioTech; Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über Projektträger Jülich (PtJ); Förderkennzeichen 031B0572A

Ansprechpartner: Dr. Heiko Winter

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Nutzung von Lignin als Ausgangsmaterial für einen biologisch basierten Kunststoff

Das Projekt ist ein Pilotprojekt im Rahmen des Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg.

In diesem Projekt wird der Ansatz verfolgt, Biopolymerblends mit cellulosischem Polymer als verarbeitungsfördernde Matrixkomponente zu synthetisieren. Neben der Untersuchung des Phasen- und Fließverhaltens der Polymerlösungen zielt das Pilotprojekt auf die Herstellung von Prüfkörpern, in erster Linie mittels 3D-Druck, ab. In interdisziplinärer Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik soll der Werkstoff hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung und Morphologie sowie des Produktionsprozesses optimiert werden.

Projektlaufzeit: Januar 2015 - Juni 2018

Förderung: Dieses Projekt wird durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg gefördert.

Ansprechpartner: Robert Gleuwitz

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Website: http://www.leistungszentrum-nachhaltigkeit.de/projekte/lignin.html 

CARBOPREC: Renewable source nanostructured precursors for carbon fibers

Für den Einsatz in leichtgewichtigen Automobil- und Windenergieanwendungen entwickelt CARBOPREC preiswerte, auf nachwachsenden Rohstoffen wie Lignin und Cellulose basierende sowie mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) verstärkte Vorstufen für die Herstellung von Hochleistungs-Carbonfasern (CF). In dem EU-Projekt mit 14 Partnern aus 7 Ländern beschäftigt sich die Professur mit dem grundlegenden Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Lignocellulosekomponenten und CNT. Die Auswahl geeigneter Polymermischungen, welche die Organisation von Lignin und Cellulose sowie eine hohe Wechselwirkung zwischen den Einzelkomponenten ermöglichen, wird ein entscheidender Faktor bei der CF-Herstellung sein. Zudem werden die Eigenschaften von exemplarischen CF-Verbundwerkstoffen bewertet.

Projektlaufzeit: Januar 2014 - Dezember 2017

Förderung: Europäische Union, Siebtes Rahmenprogramm, FP7-NMP, Projektnummer 604215

Ansprechpartner: Jan Badorrek

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Website: http://www.carboprec.eu/ 

LIGNOSIT: Bionisches Lignocellulose-Nanokomposit mit innovativem Verarbeitungskonzept zur Verbesserung der physikalischen Leistungsfähigkeit

Im Gegensatz zu den Zuckerkomponenten von Lignozellulose wird Lignin gegenwärtig fast ausschließlich energetisch genutzt. Obwohl reines Lignin thermoplastische Eigenschaften aufweist, ist die Verarbeitung von Lignin unter Fließbewegungen (Spritzgussverfahren, Nassspinnen oder Kalandrieren) problematisch. Ziel des Teilprojektes LIGNOSIT ist die innovative und hochwertige Verarbeitung und Nutzung von Organosolv-Lignin durch Mischung mit einem Templat aus Zellulosenanokristallen (CNCs).

LIGNOSIT ist ein Teilprojekt des Forschungsprogramms Bioökonomie Baden-Württemberg.

Projektlaufzeit: November 2014 bis Oktober 2017

Förderung: Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Land Baden-Württemberg
 

Ansprechpartner: Hatem Abushammala

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie

Website: http://www.bioeconomy-research-bw.de

HERMES Investigation of the Chemical Structure and Distribution Analysis of Typha capensis Lignin

Projektlaufzeit: Dezember 2014 bis November 2017

Förderung: Georg Forster-Forschungstipendium (HERMES) für Postdoktoranten , Alexander von Humboldt Stiftung

Ansprechpartner: Idi Audu

Wissenschaftliche Leitung: Marie-Pierre Laborie

Masterbatches aus Fasern und Biopolymeren

Projektlaufzeit: 2013 bis 2016

Förderung: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen e.V.

Ansprechpartner: Hatem Abushammala

Wissenschaftliche Leitung: L. Hamann, T. Wodke, Marie-Pierre Laborie

GANUBU: Ganzheitliche Nutzung von Laubholz am Beispiel Buche

Das Projekt GANUBU betreibt die Entwicklung und Demonstration eines Nutzungskonzepts, welches eine ganzheitliche, effiziente und hochwertige Verwertung von Laubholz und Rinde ermöglicht. Am Modell Buche wird gezeigt, dass Holz und Rinde für die Herstellung von neuen, hochwertigen Holzverbundwerkstoffen eingesetzt werden kann und gleichzeitig Material für die energetische Nutzung entsteht. Im Sinne einer Kaskadennutzung wird dabei der Rohstoff Buche zunächst zu einem möglichst hohen Anteil stofflich genutzt. Stofflich nicht nutzbare Komponenten werden energetisch verwertet. Am Ende des Produktlebenszyklus und damit der Kaskade wird der Holzverbundwerkstoff noch zur Erzeugung von Bioenergie eingesetzt.

Projektlaufzeit: März 2013 - Juni 2015

Förderung: Europäische Union - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung - sowie das Land Baden-Württemberg (Clusterinitiative Forst und Holz Baden-Württemberg)

Ansprechpartner: Dr. Heiko Winter

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie

Webseite: https://www.ganubu.uni-freiburg.de

BioFoamBark: Aufwertung von Nadelholzrinden zu isolierenden Schäumen

Die Forschungsschwerpunke liegen in der Entwicklung der Chemie und Technologie zur Herstellung vollständig bio-basierter Tanninschäume um  auf Petroleum basierene Schäume zu ersetzten. Die Tannine werden aus der Rinde weit verbreiteter fNadelholzarten extrahiert. Weitere Komponenten für die Schaumzubereitung wie Glycerol und Furfural sind Nebenprodukte aus der Biodiese- sowie Holz- und Papierindustrie. Ein Ziel besteht darin, Schäume mit exzellenten Eigenschaften zur Verwendung in isolierende Baumaterialien und zur Umwandlung in Synthesegas am Ende des Produktlebens zu entwickeln. In diesem Projekt ist ebenfalls geplant die Auswirkungen auf die Umwelt, die technisch-ökonomische Durchführbarkeit sowie das Marktpotential dieser Produkte zu entwickeln.

Projektlaufzeit: Feb. 2012 - Aug. 2015

Förderung: WoodWisdom-Net/ERA-NET Bioenergy, Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz  (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR).

Ansprechpartner: Dr. Heiko Winter

Wissenschaftliche Leitung: Prof. Marie-Pierre Laborie

Webseite: http://www.biofoambark.uni-freiburg.de

Herstellung umweltfreundlicher Hochleistungsklebstoffe aus Abfallprodukten der Zellstoffindustrie

Im Rahmen des Projekts soll die Anwendung von Nanozellulose verbessert und erweitert werden. Das übergeordnete Ziel ist die Entwicklung einer Technologie, um hochleistungsfähige Aminoplasharze herzustellen. Diese sollen als Hochleistungsklebstoff und zur Oberflächenbeschichtung in der Holzwerkstoffindustrie bereitgestellt werden.

Projektlaufzeit: Feb. 2011 - Mrz. 2013

Förderung: Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz, Clusterinitiative Forst und Holz in Baden-Württemberg

Ansprechpartner: Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Webseite: http://portal.uni-freiburg.de/zellulosehaltige-abfaelle-zu-hochleistungsklebstoffen

Cellulose nanofibres from harvesting residues: Innovative strategies to advance the sustainable use of the Amazon Forests

The development of an innovative and low cost technology to produce cellulose nanofibers from the forest harvesting residues at the Amazon is proposed. It will provide alternative high value business opportunities to rural communities and forestry enterprises at the Amazon. A sustainable forest management for the local production of cellulose nanofibers will be modeled and the nanotechnolgy will be assesed in the production of renewable nanocomposites.

Projektlaufzeit: Nov. 2011 - Dez. 2013

Förderung: DAAD, GIZ, BMZ

Ansprechpartner: Dr. Anayancy Osorio-Madrazo, Prof. Marie-Pierre Laborie, PhD

Webseite: http://www.nopa.uni-freiburg.de/