Seit Jahrtausenden verwendete Naturfasern
Wenn der Umweltgedanke die Verwendung von Pflanzenfasern in den Vordergrund stellt, so ist deren Einsatz für Verbundwerkstoffe mindestens seit dem Alten Ägypten belegt. "Die Zellen der Pflanzen haben zwei Hauptfunktionen: den Safttransport und die mechanische Festigkeit. Bei Pflanzen wie Flachs, Hanf oder Brennnessel transportiert der Kern den Saft, während die äußere Krone eine mechanische Funktion hat. Diese Fasern werden schon seit Jahrhunderten zur Herstellung von Kleidung verwendet. Papyrus war das erste Kompositmaterial, bei dem eine asymmetrische Stapelung vorgenommen wurde, um das Aufwickeln zu ermöglichen", erklärt Christophe Baley, Professor an der Universität der Südbretagne und Spezialist für Biokomposite.
Die ersten modernen Verbundstoffe verwendeten Leinen oder Baumwolle
Nachdem die ersten Kunststoffe in der Industrie z.B. für die elektrische Isolation auftauchten, wurde schnell der Wunsch laut, diese mechanisch zu verstärken. Baumwolle wurde in Celoron verwendet. "Als wir die mechanischen Eigenschaften erhöhen wollten, sind wir von Baumwolle auf Leinenfasern umgestiegen. Daraus wurden die ersten Primärstrukturen von Composite-Flugzeugen hergestellt", sagt Christophe Baley. Die Rückkehr dieser Materialien, die später von Glas- oder Kohlefasern entthront wurden, ist daher nicht überraschend.
Die richtige Faser bekommen
Um von Interesse zu sein, müssen Naturfasern für Verbundwerkstoffe leicht zu verarbeiten sein und gute geometrische und mechanische Eigenschaften aufweisen. "Das Entwicklungssystem von Pflanzen wie Flachs, Hanf oder Brennnessel lässt lange Zellen zu, bis zu 25 cm. Im Vergleich dazu ist die Gewinnung von Bambusfasern sehr aufwendig und erfordert eine chemische Behandlung, um Endlosfasern zu erhalten. Es wird zwar viel an Ramie gearbeitet, aber sie wächst hier nicht", sagt der UBS-Professor.
Aufbau profitabler landwirtschaftlicher Wertschöpfungsketten für Biokomposite
Während in der Vergangenheit verschiedene europäische Fasern verwendet wurden, vor allem Hanf, Flachs, Nessel und spanischer Ginster, haben wirtschaftliche und ökologische Zwänge einige dieser Fasern fast zum Verschwinden gebracht. "Hanf hatte ein Krankheitsproblem. Am Ende des Ersten Weltkrieges gab es 19.000 Hektar Brennnessel. Dies wurde jedoch gestoppt, da die Anlage schwer zu bearbeiten ist. Wenn man es abschneidet, lässt man das Rhizom stehen und es wächst wieder nach, was nicht zur Fruchtfolgebasis passt. Flachs hingegen ist stabil, mit einem stabilen Markt und einer großen Auswahl an Sorten seit den späten 1950er Jahren. Es kann alle sieben Jahre zu einem Grundstück zurückkehren. In Ostfrankreich und Skandinavien wird daran gearbeitet, wieder eine Brennnesselindustrie zu etablieren. Es ist nicht einfach, Landwirte dazu zu bringen, auf neue Pflanzen umzustellen. Es ist notwendig, ein landwirtschaftliches Einkommen zu garantieren, mit einer Stabilität der Mengen und Eigenschaften der Anlage. Die Idee ist also, heute bestehende Anlagen zu nutzen", sagt Christophe Baley.
Intelligente Innovation im Bootssport
Der Forscher ist leidenschaftlicher Nautiker und verfolgt die Branche genau. Er lädt uns ein, einen Schritt zurückzutreten von den Innovationen bei den Materialien, die für die Boote von morgen vorgeschlagen werden. "Es besteht der Wunsch, sich in der Konstruktion von Booten weiterzuentwickeln. Aber es gibt viele falsche gute Ideen. Ich verbringe viel Zeit damit, zu sagen: Seien Sie vorsichtig mit den verwendeten Konzepten, denken Sie darüber nach, den gesamten Lebenszyklus zu betrachten", schließt er ab.
