29 Oktober 2020

Welches Potential haben Hanffasern für den Einsatz in Faserverbundwerkstoffen? Anwendungen von naturfaserverstärktem, spritzgegossenem Kinderspielzeug bis zu Hochleistungsverbundwerkstoffen im Sportbereich oder Bootsbau

Hochschule Bremen an internationaler Veröffentlichung zum Stand der Forschung und Entwicklung beteiligt

Um das Potential von Hanffasern für Hochleistungsverbundwerkstoffe zu evaluieren, hat sich ein Forscherteam aus Italien (Professor Dr. Stefano Amaducci, Università Cattolica del Sacro Cuore, Piacenza) Frankreich (Dr. Alain Bourmaud, Université Bretagne Sud, Lorient und Dr. Johnny Beaugrand, INRAE, Nantes), England (Dr. Darshil U. Shah, University of Cambridge, Cambridge) sowie Deutschland (Professor Dr.-Ing. Jörg Müssig, Bionik-Innovations-Centrum, Hochschule Bremen) intensiv mit dem Stand der Forschung und Entwicklung beschäftigt und einen umfassenden Beitrag zum Thema veröffentlicht: Transdisciplinary top-down review of hemp fibre composites: From an advanced product design to crop variety selection („Transdisziplinäre Top-Down-Begutachtung von Hanffaserverbundwerkstoffen: Vom fortgeschrittenen Produktdesign bis zur Sortenauswahl“).

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Gegenstromverfahren für eine High-Tech Anwendung wie das Rotorblatt einer Windturbine: die gesamte Prozesskette wird gezeigt, angefangen vom Endprodukt bis hin zur Auswahl der viel versprechendsten Hanfvarietät, um die gewünschte Materialzusammensetzung zu erhalten.

Die Autoren verwenden einen Top-Down-Ansatz, beginnend mit dem Endprodukt einer Kleinkraftwindanlage, um die Produktspezifikationen für hanffaserverstärkte Hochleistungsverbundwerkstoffe zu definieren. Danach werden alle Prozessschritte kritisch analysiert: von der Herstellung der Verstärkungstextilien und der Garne über die Fasergewinnung und die landwirtschaftliche Prozesskette, die Mikrobiologie der Feldröste bis hin zum Anbau und der Sortenwahl. Ziel der Analyse ist es, festzustellen, inwieweit der aktuelle Stand des Wissens und der Verfahrenstechniken vorhanden ist, um Hanffasern in Hochleistungsverbundwerkstoffen einsetzen zu können.

Basierend auf dieser kritischen Bewertung des Stands der Technik kann festgestellt werden, dass Hanf kurz- bis mittelfristig in Hochleistungs-Verbundwerkstoffen zu finden sein wird. Es besteht jedoch ein Bedarf an Optimierung, insbesondere hinsichtlich der Auswahl der Pflanzensorte, verbesserten Verfahren bei der Nachernte (Röste) und der Umsetzung effektiverer Faserextraktionsmethoden, um möglich gleichbleibend hohe Faserqualitäten zu erhalten.

Professor Jörg Müssig vom Bionik-Innovations-Centrum, AG Biologische Werkstoffe an der Hochschule Bremen betont, dass „aus unserer kritischen Top-Down-Betrachtung zum Stand der Technik klar wird, dass noch einige Fortschritte gemacht werden müssen, damit strukturelle Bauteile aus Hanffaserverbundwerkstoffen im industriellen Maßstab erfolgreich hergestellt und eingesetzt werden können“. Aktuelle Forschungen an der Hochschule Bremen versuchen, diese Lücken für Hanf zu schließen.

In den letzten Jahren hat der steigende Bedarf an erneuerbaren Rohstoffen und nachhaltigen Werkstoffen ein neues Interesse an Pflanzenfasern geweckt. Die zunehmende Bedeutung einer nachhaltigen – sozialen, ökologischen und ökonomischen – Entwicklung von Werkstoffen und Produkten trägt auch zur wachsenden Bedeutung von Verbundwerkstoffen aus Naturfasern bei.

Bedeutende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden auf dem Gebiet der Naturfaserverbundwerkstoffe durchgeführt und umgesetzt. Im Bereich der naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffe sind verschiedene Verarbeitungstechniken zur Herstellung einer breiten Palette von Verbundwerkstoffen verfügbar oder in der Entwicklung. Die Anwendungen reichen von naturfaserverstärktem, spritzgegossenem Kinderspielzeug bis hin zu Hochleistungsverbundwerkstoffen im Sportbereich oder im Bootsbau.

 

Originalartikel

Müssig, J. / Amaducci, S. / Bourmaud, A. / Beaugrand, J. & Shah, D. U. 2020: Transdisciplinary top-down review of hemp fibre composites: From an advanced product design to crop variety selection. In: Composites Part C: Open Access (ISSN 2666-6820), Vol. 2, 2020, p. 100010 .– doi.org/10.1016/j.jcomc.2020.100010

 

Kontakt

Müssig, Jörg, Prof. Dr.-Ing.
Tel.: +49 421 5905 2747
E-Mail: Joerg.Muessig@hs-bremen.de

Source: Hochschule Bremen, Pressemitteilung, 2020-10-21.

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