Presseinformationen und Nachrichten 2019

Mithilfe eines Stipendiums des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) und zusätzlicher Förderung durch das Graduiertenprogramm »BBW ForWerts« konnte Alexander Beck, Promovierender am Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart, im Oktober und November 2019 für sechs Wochen einen Forschungsaufenthalt am Instituto SENAI de Inovação em Biossinteticos (ISI) in Rio de Janeiro durchführen.

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB beteiligt sich an dem EU-Projekt imSAVAR, das innovative Modellsysteme für die Evaluation immunmodulierender Therapeutika entwickelt. Das Institut koordiniert die Entwicklung neuartiger immunkompetenter In-vitro-Modelle. Ein Fokus dabei liegt auf mikrophysiologischen Systemen, speziell Organ-on-Chip-Plattformen, ein anderer auf zellbasierten Reportergen-Assays mit Rezeptoren des Immunsystems. Das Fraunhofer IGB leitet zudem das Arbeitspaket Management und ist dabei Teil des Project Management Office zusammen mit dem Fraunhofer IZI.

Bis 2050 soll die chemische Industrie fast vollständig klimaneutral wirtschaften und auf fossile Rohstoffe wie Öl, Gas oder Kohle verzichten. Deshalb müssen alternative Kohlenstoffquellen und erneuerbare Energien in die Produktion integriert werden. Eine Forschungsinitiative der Universität Stuttgart, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) und des Fraunhofer- Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB will nun ein Konzept für die Chemiefabrik der Zukunft erarbeiten. Der Verbund mit dem Namen CHEM|ampere will die Technologien und Prozesse grundlagen- wie auch anwendungsorientiert untersuchen und entwickeln.

In dem vom BMBF geförderten Projekt »Straße der Zukunft« unterstützen die Fraunhofer-Institute IAO und IGB Kommunen dabei, ressourceneffiziente Straßen zu planen und umzusetzen. Gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Verwaltung werden in Erlangen und Ludwigsburg modellhaft Stadtplanungsprozesse optimiert und neue Lösungen erprobt.

Mit einem neuen, jüngst patentierten Verfahren entwickelt das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB neue Polyamide aus dem Terpen 3-Caren, einem Reststoff der Zellstoffherstellung. Die mit dem Verfahren hergestellten biobasierten Polyamide Caramid-R^® und Caramid-S^® stellen Vertreter einer neuen Polyamidklasse mit herausragenden thermischen Eigenschaften dar. Die Herstellung des Monomers für Caramid-S^® wurde bereits erfolgreich im 100-Liter-Maßstab pilotiert. Die Fraunhofer-Forscher präsentieren die neuen Polyamide auf der Messe K in Düsseldorf vom 16. bis 23. Oktober 2019 (Halle 7.0, Stand SC01).

Die Bioökonomie wird als tragende Säule der »Biologischen Transformation« zur Entwicklung nachhaltiger, zirkulärer Wirtschaftssysteme beitragen – das war das Credo des Tags der Bioökonomie am 26. September 2019. Mehr als 110 Teilnehmende kamen ins Fraunhofer-Forum Berlin, um mit Experten zu diskutieren. Einer der Hauptakteure war das Fraunhofer IGB. Das Institut erschließt bereits jetzt Rohstofffraktionen, die bisher stofflich nicht genutzt werden konnten, für eine neue industrielle Wertschöpfung.

Am 25. September 2019 präsentierte die Landesregierung die neue Strategie »Nachhaltige Bioökonomie für Baden-Württemberg« in der Landesvertretung bei der EU in Brüssel. Dr.-Ing. Ursula Schließmann, Bioökonomie-Expertin am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen-und Bioverfahrenstechnik IGB, hat den Prozess als Mitglied des Beirats begleitet.

Am 4. September 2019 stieg in Düsseldorf das Finale der Global Biobased Businessplan Competition (G-BiB), bei der Studierende mit innovativen Businessplan-Ideen gegeneinander antreten. Ein Team aus Masteranden und Doktoranden, die am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und am Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik und Plasmatechnologie der Universität Stuttgart forschen, konnte sich dabei durchsetzen und sich den mit 7.500 Euro dotierten ersten Platz sichern.

Organs-on-a-Chip haben das Potenzial, die Arzneimittelentwicklung zu revolutionieren. Forscherinnen und Forschern am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB ist es gelungen, verschiedene Gewebe auf Chips zu bringen. Der jüngste Clou: die Nachbildung menschlicher Netzhaut als Retina-Organoid. Im nächsten Schritt will das Forscherteam mit der Organ-on-a-Chip-Technologie die geschlechterspezifische Medizin erschließen.

Mithilfe der neuartigen Organ-on-a-Chip-Technologie ist es Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und der Eberhard Karls Universität Tübingen gelungen, die Komplexität der menschlichen Netzhaut in einem mikrophysiologischen System nachzubilden. Die Retina-on-a-Chip kann helfen, Augenerkrankungen zu untersuchen und augenschädigende Nebenwirkungen von Medikamenten zu testen.

Unter dem Namen »Variolytics« planen Dr.-Ing. Matthias Stier und sein Team eine Ausgründung, um ihr am IGB entwickeltes Echtzeit-Massenspektrometer auf den Markt zu bringen. Hierfür haben sie sich beim Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (kurz BMWi) für eine Zuwendung im Rahmen des Förderprogramms »EXIST – Existenzgründungen aus der Wissenschaft« beworben. Mit Erfolg: Der Antrag wurde nun bewilligt und das Vorhaben wird über einen Zeitraum von zwei Jahren mit über 1,5 Mio. Euro unterstützt.

Wie kann Deutschland seine Klimaziele noch erreichen? Das Fraunhofer IGB macht das Treibhausgas CO₂ als Kohlenstoffquelle für die Chemie nutzbar: Mit einer patentierten Katalysatorsynthese, dem Screening nach dem optimalen Katalysator im Hochdurchsatz und kombinierten (elektro-)chemisch-biotechnologischen Prozessen stehen der CO₂ verursachenden Industrie verschiedene Konzepte zur Verfügung. In einem elektrochemischen Demonstrator mit 130 Quadratzentimeter Elektrodenfläche wurde die Plattformchemikalie Ethen bereits erfolgreich aus CO₂ hergestellt.

Unter dem Motto »Die Zukunft nachhaltiger Wertschöpfungssysteme« richteten die Europäische Technologieplattform ManuFUTURE und die Fraunhofer-Gesellschaft Ende Juni in Brüssel einen Workshop zur Biologischen Transformation der europäischen verarbeitenden Industrie aus. Rund 40 Experten aus Industrie, Politik und Forschung diskutierten, wie Materialien, Strukturen und Prozesse der Natur zukünftig die Fertigung nachhaltig gestalten können. Parallel dazu veröffentlichte die Europäische Kommission einen ersten Entwurf des »Strategischen Plans« für das zukünftige Forschungsrahmenprogramm »Horizont Europa«, in der ebenfalls bioinspirierte und biointegrierte Fertigungsverfahren sowie von Natur und Biologie inspirierte, informationsbasierte Technologien adressiert werden.

Die Gründungsphase ist abgeschlossen: Die European Organ-on-Chip Society (EUROoCS) steht nun offen für neue Mitglieder. Auf der diesjährigen Jahreskonferenz in Graz (Österreich) wurde die Community-Website gestartet, auf der nähere Informationen zum Thema verfügbar gemacht werden. »Wir laden Wissenschaftler, Ingenieure, Regulierungsbehörden und Patientenvertreter, die an diesen neuen Labormodellen interessiert sind, dazu ein, aktive Mitglieder der EUROoCS zu werden und zu den Bemühungen der Organ-on-Chip-Gemeinschaft bei der Förderung der Anerkennung und Umsetzung dieses spannenden Forschungsgebietes beizutragen«, erklärt Christine Mummery, Vorsitzende der EUROoCS und Professorin für Entwicklungsbiologie am Leiden University Medical Center in den Niederlanden.

Forscher des Fraunhofer IGB und der Universität Stuttgart wollen das klimaschädliche Treibhausgas Kohlenstoffdioxid als Rohstoff zur Herstellung von Chemikalien nutzbar machen. Hierzu entwickeln sie einen kombinierten Plasma- und Membranprozess, mit dem CO₂ in Sauerstoff und den Chemie-Grundstoff Kohlenmonoxid aufgespalten wird. Möglich wird der Prozess durch die Abtrennung von Sauerstoff mit einer neuen Perowskit-Kapillarmembran: Sie ist CO₂-stabil und bei 1000 °C durchlässig für Sauerstoff.

Die Fraunhofer-Gesellschaft kooperiert weltweit mit exzellenten Partnern, um Synergien für die Forschung zu schaffen und Brücken zu regionalen Märkten aufzubauen. In diesem Sinne wurden am 21. Mai, im Rahmen eines feierlichen Festakts an der Hebrew University of Jerusalem, gleich zwei neue Project Center in Israel eröffnet: Das »Fraunhofer Project Center for Cybersecurity at The Hebrew University of Jerusalem« und das »Fraunhofer Project Center for Drug Discovery and Delivery at The Hebrew University of Jerusalem«. Die beiden Project Center bündeln die Expertise der israelischen Partner von der Hebrew University of Jerusalem (HUJI) mit den Kompetenzen des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informationstechnologie SIT sowie des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und sind die ersten Project Center der Fraunhofer-Gesellschaft in Israel.

Seit Anfang des Jahres arbeiten 40 Vertreterinnen und Vertreter renommierter Forschungseinrichtungen im Stuttgarter Raum intensiv und interdisziplinär zusammen, um gemeinsam den Paradigmenwechsel der Biologischen Transformation zu gestalten. Am 15. Mai 2019 fand nun die 1. Konferenz Biointelligente Produkte und Produktion – die nachhaltige Revolution der Industrie statt, bei der auch ein Appell der Wissenschaftler dieses »Kompetenzzentrums Biointelligenz« an die Politik übergeben wurde. Das White Paper zur Biointelligenten Wertschöpfung beschreibt den Nutzen biointelligenter Systeme und erklärt, warum sie für eine nachhaltige Zukunft unerlässlich sind.

Bei der Textilverarbeitung kommen oftmals Chemikalien aus fossilen Quellen zum Einsatz. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB forscht an unbedenklichen biobasierten Alternativen. Insektenchitin, das in großen Mengen als Reststoff in der Futtermittelindustrie anfällt, wird dabei zu hochreinem Chitosan aufgearbeitet. Das Biopolymer eignet sich als Schlichtemittel bei der Verarbeitung von Garnen. Entsprechend modifiziert kann es auch zur funktionalen Ausrüstung von Textilien eingesetzt werden. Vom 14. bis 17. Mai präsentiert das IGB seine Arbeiten auf der Messe techtextil in Frankfurt am Main.

Die Medizin der Zukunft ist biologisch: Zerstörtes Gewebe wird künftig durch biologisch funktionelles Gewebe aus dem 3D-Drucker ersetzt. Ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB entwickelt und optimiert seit Jahren in Kooperation mit der Universität Stuttgart Biotinten, die sich für die additive Fertigung eignen. Indem die Forscherinnen und Forscher die Zusammensetzung des Biomaterials variieren, können sie ihr Portfolio um Knochen- und Vaskularisierungstinten erweitern. Damit haben sie Grundlagen für die Herstellung knochenartiger Gewebestrukturen mit Anlagen zu Kapillarnetzwerken erarbeitet.

Das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen in Halle (Saale) und das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, Straubing und Leuna verstärken ihre Zusammenarbeit mit Partnern in Marokko. In Rabat wurde eine Kooperationsvereinbarung mit der marokkanischen OCP Group, dem weltweit größten Exporteur von Phosphaten, dem Green Energy Park und der Mohammed VI Polytechnic University zum Aufbau eines gemeinsamen Forschungsteams geschlossen. Ziel der Partnerschaft ist die Forschung zur Synthese und Herstellung von Grünem Wasserstoff und Grünem Ammoniak, die als nachhaltige Rohstoffe für die Düngemittelindustrie genutzt werden können.