Fraunhofer-Institut für Miniversum - Der besondere Schlüsselanhänger
Miniversum
1 | Fluoreszierende Kunststoffe
PLA mit Rhodamin – Fluoreszierende Kunststoffe für vielfältige Anwendungen
Durch die Kombination von Polymilchsäure (PLA) mit dem fluoreszierenden Farbstoff Rhodamin ist ein biobasierter Kunststoff entstanden, der unter UV-Licht sichtbar leuchtet. Solche Fluoreszenzmarkierungen machen es möglich, verschiedene Kunststoffsorten im Recyclingprozess automatisch und zuverlässig zu erkennen und zu sortieren. Diese Materialien können zudem für unsichtbare Sicherheitsmerkmale eingesetzt werden, zum Beispiel auf Geldscheinen oder Ausweisen. Und sie werden in LED-Lampen eingesetzt, um aus dem blauen Licht der Leuchtdiode ein schönes Weiß zu erzeugen.
Am Fraunhofer IAP arbeiten wir an der nächsten Generation fluoreszenter Materialien auf Basis von Quantum Dots. Diese ermöglichen noch höhere Effizienzen und brillantere Farben. So lassen sich im Recyclingprozess mehr Sorten voneinander unterscheiden, noch bessere Sicherheitsmerkmale einbringen oder Lampen mit dem bestmöglichen Licht für Pflanzen, Tiere und Menschen herstellen.
2 | Biokunststoff PBS
Biokunststoff Polybutylensuccinat (PBS)
Biokunststoffe auf Basis von PBS
Im Projekt RUBIO* entwickelt das Fraunhofer IAP gemeinsam mit Partnern biobasierte Kunststoffe aus regionalen pflanzlichen Reststoffen. Ziel ist es, recyclingfähige und biologisch abbaubare Produkte wie Textilien, Verpackungen oder Verkleidungsteile herzustellen. Der Fokus liegt auf neuen, vielseitig einsetzbaren Typen des Biokunststoffs PBS, damit er für deutlich mehr Anwendungen eingesetzt werden kann. So treiben wir eine nachhaltige, zirkuläre Kunststoffwirtschaft in Mitteldeutschland voran.
* »Regionales unternehmerisches Bündnis zum Aufbau von Wertschöpfungsketten für technische Biokunststoffe in Mitteldeutschland (RUBIO)«
3 | Selective Laser Sintering (SLS)
Selective Laser Sintering (SLS) – Additive Fertigung mit Kunststoffpulver
Beim SLS-Verfahren wird Kunststoffpulver – z. B. Polyamid oder thermoplastische Polyurethane (TPU) – mithilfe eines Lasers schichtweise aufgeschmolzen und zu einem Bauteil geformt. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung komplexer Geometrien mit hoher Designfreiheit und guten mechanischen Eigenschaften. Typische Anwendungen reichen von Sportschutzausrüstung und Schuhsohlen bis hin zu orthopädischen Modellen und technischen Komponenten wie Greifern oder Autoinnenraumteilen. Die gefertigten Teile zeichnen sich durch hohe Elastizität, Rückfederung und Ermüdungsfestigkeit aus. Eine Nachbearbeitung ist meist nötig, um überschüssiges Pulver zu entfernen. Am Fraunhofer IAP entwickeln wir Formgedächtnismaterialien aus TPU für den SLS-Druck.
4 | Mikrokapseln mit Duftstoffen
Mikrokapseln mit Duftstoffen
Die Mikroverkapselung ist eine vielseitige Technologie, mit der sich flüssige oder pastöse Wirkstoffe in feste Partikel überführen lassen. So können sie einfacher in Produkte wie Hydrogele, Dispersionen oder Kunststoffe eingebracht und dort geschützt werden – sei es während der Verarbeitung oder im fertigen Produkt. Bei Bedarf lässt sich der Wirkstoff gezielt und kontrolliert freisetzen. Das schont Ressourcen und die Umwelt.
Eingesetzt wird die Technologie unter anderem in der Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie, Kosmetik, Pharmazie und Polymerverarbeitung.Als Beispiel haben wir Eukalyptusöl verkapselt. So bleibt es lange stabil und wird erst freigesetzt, wenn die Mikrokapseln – etwa durch Reibung – geöffnet werden. Auch Medikamente lassen sich so gezielt dosieren, oder Schraubverbindungen gegen ungewolltes Lösen sichern.
5 | Biobasierte Fasern
Biobasierte Fasern
Biobasierte Fasern bieten eine nachhaltige Alternative zu herkömmlichen erdölbasierten Fasern und leisten damit einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Ressourcenschutz. Am Fraunhofer IAP entwickeln wir innovative Fasern aus nachwachsenden Rohstoffen wie Cellulose, Lignin, Glucan oder Polymilchsäure (PLA). Dabei nutzen wir modernste Spinntechnologien, um Materialien mit optimalen Eigenschaften herzustellen. Ob aus Holz, Orangenschalen oder recycelter Baumwolle – unsere biobasierten und teils biologisch abbaubaren Fasern zeigen, wie textile Innovation und Kreislaufwirtschaft erfolgreich zusammengehen.
Die Abteilung Fasertechnologie am Fraunhofer IAP zählt zu den führenden Einrichtungen in der Entwicklung von Fasern, Folien und Vliesstoffen für technische und textile Anwendungen. Dank unserer langjährigen Expertise und modernster Anlagen für das Lösungs- und Schmelzspinnen im Labor- und Technikumsmaßstab realisieren wir passgenaue Lösungen für individuelle Anforderungen.
6 | Lack auf Basis von Kartoffelstärke
Lack auf Basis von Kartoffelstärke
Rund 80 Prozent aller Korrosionsschutzmaßnahmen erfolgen durch Beschichtungen mit Farben oder Lacken – meist auf fossiler Basis. Am Fraunhofer IAP entwickeln Forschende eine umweltfreundliche Alternative: eine kostengünstige Beschichtung aus modifizierter Kartoffelstärke. Die technischen Anforderungen sind hoch: z. B. muss der Lack gut haften, korrosionsbeständig und mechanisch belastbar sein. Im Fokus steht der Schutz von Metalloberflächen im Innenbereich, etwa bei Aluminiumteilen für Türen, Gehäuse oder Fensterrahmen.
In der Abteilung »Stärkemodifikation / Molekulare Eigenschaften« modifizieren wir Stärke und Stärkeprodukte für Lebensmittel, Kosmetika, Kunststoffe und industrielle Anwendungen wie Klebstoffe, Farben und Lacke oder Papieradditive.
7 | Material aus Pilzmyzel
Material aus Pilzmyzel
Pilzmyzel ist ein natürlicher, biologisch abbaubarer Rohstoff mit großem Potenzial für nachhaltige und tierfreie Materiallösungen. Am Fraunhofer IAP entwickeln wir neuartige Werkstoffe auf Myzelbasis, die mit Reststoffen wie Schilfschnitt oder Sägespänen wachsen. Neben reinem Myzel entstehen auch myzelbasierte Naturfaserverbundstoffe mit vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten – z. B. für Modeaccessoires, Möbel, Verpackungen oder Dämmmaterialien.
8 | Biokunststoff PLA
Biokunststoff PLA für 3D-Druck und Verpackungen
Polymilchsäure (PLA) ist ein biobasierter, industriell kompostierbarer Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke. Besonders im 3D-Druck ist PLA wegen seiner guten Verarbeitbarkeit beliebt.
Auch als nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen wie Polyethylen (PE), das häufig für Einwegfolien wie Tragetaschen oder Müllbeutel verwendet wird, gewinnt PLA an Bedeutung. Forschenden des Fraunhofer IAP ist es gelungen, ein flexibles und recycelbares PLA-Folienmaterial zu entwickeln, das erdölbasierte Kunststoffe ersetzen kann. Diese Innovation bietet eine umweltfreundlichere Lösung für Verpackungen und wurde 2024 mit dem Joseph-von-Fraunhofer-Preis ausgezeichnet.