Kei­ne Schad­stof­fe, weni­ger Wasserverbrauch

Mode und nach­hal­ti­ge Mate­ria­li­en – eine inter­dis­zi­pli­nä­re Mas­ter­ar­beit an der FH Bie­le­feld: Anne-Marie Sust ent­wi­ckel­te für ihre Abschluss­kol­lek­ti­on inno­va­ti­ve und umwelt­freund­li­che Farb­pas­ten auf Mikro­al­gen­ba­sis. Bei der Ent­wick­lung unter­stütz­te sie die Arbeits­grup­pe „Fer­men­ta­ti­on und For­mu­lie­rung von Zel­len und Wirk­stof­fen“. Die Arbeit wur­de jetzt für den „Green Con­cept Award“ nominiert.
Bie­le­feld (fhb). Bis ein T‑Shirt bei uns im Klei­der­schrank liegt, hat es oft eine lan­ge und umwelt­schäd­li­che Rei­se hin­ter sich. Bereits bei der Pro­duk­ti­on der Baum­woll­fa­sern wer­den enor­me Men­gen an Was­ser und Pes­ti­zi­den ein­ge­setzt. 200 Ton­nen Was­ser wer­den für das Fär­ben und Ver­edeln von einer Ton­ne Tex­ti­li­en benö­tigt. Hin­zu kommt: Diver­se che­mi­sche Stof­fe wer­den zum Fär­ben und Bedru­cken ein­ge­setzt. Vie­le davon sind gif­tig, eini­ge sogar krebs­er­re­gend und die meis­ten stam­men aus fos­si­len Res­sour­cen. [i] Geht das anders?
Ein Raum am Fach­be­reich Gestal­tung der Fach­hoch­schu­le (FH) Bie­le­feld: Auf einem gro­ßen Holz­schrank ste­hen Klei­der­pup­pen, an den Wän­den gegen­über sind bun­te Skiz­zen und Noti­zen ange­hef­tet. An einer Klei­der­stan­ge hän­gen T‑Shirts und Hoo­dies mit hell­blau­en Auf­dru­cken, dazwi­schen ein auf­fäl­li­ger Jeans-Over­all mit detail­lier­tem Print. Bei den Klei­dungs­stü­cken han­delt es sich um die Abschluss­kol­lek­ti­on von Anne-Marie Sust, Mode­stu­den­tin an der FH Bie­le­feld. Die Klei­dungs­stü­cke hat sie nicht nur selbst ent­wor­fen und genäht, alle Stof­fe hat sie auch bedruckt. Doch beim Betre­ten ihres Arbeits­raums steigt einem nicht der bekann­te bei­ßen­de Farb­ge­ruch in die Nase. Denn die Grund­la­ge für die blaue Far­be auf den Klei­dungs­stü­cken sind Mikroalgen.

2.700 Liter Was­ser für ein kon­ven­tio­nel­les T‑Shirt

Eigens für ihre Abschluss­ar­beit ent­wi­ckel­te Anne-Marie Sust inno­va­ti­ve Mikro­al­gen­far­ben zum Bedru­cken von Tex­ti­li­en. Unter­stüt­zung erhielt sie dabei von der Arbeits­grup­pe „Fer­men­ta­ti­on und For­mu­lie­rung von Zel­len und Wirk­stof­fen“ des Fach­be­reichs Inge­nieur­wis­sen­schaf­ten und Mathe­ma­tik. Doch bis dahin war es ein lan­ger Weg mit Ver­su­chen und Experimenten.

„Aktu­el­le Her­stel­lungs- und Fär­be­ver­fah­ren der Mode­bran­che sind auf die Ver­wen­dung von nicht nach­hal­ti­gen Tex­ti­li­en und hoch­ver­schmut­zen­den Farb­stof­fen aus­ge­rich­tet. Allein für die Her­stel­lung eines neu­en T‑Shirts benö­tigt man 2.700 Liter Wasser.“
— Anne-Marie Sust

Aus dem Labor­kol­ben auf den Stoff

Orts­wech­sel: Wir befin­den uns im Labor für Ver­fah­rens­tech­nik, dem Wir­kungs­be­reich von Dr. Vanes­sa Hom­burg von der Arbeits­grup­pe „Fer­men­ta­ti­on und For­mu­lie­rung von Zel­len und Wirk­stof­fen“ unter der Lei­tung von Prof. Dr. Anant Patel. Statt Schnei­der­pup­pe und Näh­ma­schi­ne sind hier Mikro­skop und Inku­ba­tor die täg­li­chen Arbeits­ge­rä­te. Dr. Vanes­sa Hom­burg hat im Bereich Mikro­al­gen pro­mo­viert und unter­stüt­ze Anne-Marie Sust bei der Umset­zung ihrer Idee.
Um zu ver­ste­hen, wie die nach­hal­ti­ge blaue Far­be auf den Stoff kom­men kann, muss man erst ein­mal begrei­fen, was Mikro­al­gen eigent­lich sind. Hom­burg: „Bei Mikro­al­gen han­delt es sich um mikro­sko­pisch klei­ne Orga­nis­men, die genau wie Pflan­zen in der Lage sind, Pho­to­syn­the­se zu betrei­ben, sich also im wesent­lich aus Licht und CO2 zu ernäh­ren. Um das Licht nut­zen zu kön­nen und sich gleich­zei­tig vor den schäd­li­chen Aus­wir­kun­gen von zu viel UV-Licht zu schüt­zen, nut­zen sie Mole­kü­le.“ Genau die­se Mole­kü­le nimmt das mensch­li­che Auge als far­big wahr.

Grund­pas­te macht Farb­stoff robuster

Als Dr. Vanes­sa Hom­burg und Prof. Dr. Anant Patel vom Pro­jekt der Mode­stu­den­tin hör­ten, waren sie sofort fas­zi­niert von der Idee, das brei­te Spek­trum der Mikro­al­gen auch abseits ihrer eige­nen Ver­su­chen zu nut­zen: „Ich war mir sicher, dass es mög­lich ist, Mikro­al­gen zum Fär­ben zu ver­wen­den, bin aber auf­grund mei­ner Erfah­run­gen davon aus­ge­gan­gen, dass die­se Idee nicht so ein­fach umzu­set­zen sei.“ Doch die Skep­sis ver­flog schnell: Bereits bei der ers­ten ver­mu­te­ten „Hür­de“, dem Aus­tausch der kon­ven­tio­nel­len petro­che­mi­schen Pig­men­te gegen die Mikro­al­gen-basier­ten Pig­men­te gab es kei­ne Pro­ble­me. „Wir waren ehr­lich gesagt über­rascht, dass wir eine Farb­pas­te her­stel­len konn­ten, ohne dass die Mikro­al­gen bei­spiels­wei­se ver­klum­pen oder sich direkt ent­fär­ben“, so Homburg.
Auch die Sor­ge, dass die Far­ben unter UV-Ein­wir­kung sehr schnell aus­blei­chen, war unbe­grün­det. Dies liegt unter ande­rem an einer spe­zi­el­len Grund­pas­te, die bereits UV-Schutz­mit­tel ent­hält. Anne-Marie Sust hat die Metho­de der Fixie­rung auf dem Stoff in vie­len Ver­suchs­rei­hen opti­miert, um die Sta­bi­li­tät des Drucks gegen­über Abrieb (z.B. bei Berüh­rung) oder beim Waschen zu erhö­hen. „Die genaue Zusam­men­set­zung bleibt aber mein Betriebs­ge­heim­nis“, so die Absolventin.

„Good Design grows bet­ter with Age“

Zurück im Arbeits­raum in der Lam­ping­stra­ße: Gegen­über der Klei­der­stan­ge hängt das „Visi­onboard“ von Anne-Marie Sust mit Fotos von Klei­dungs­stü­cken, Farb­pa­let­ten und Labo­ren. Dazwi­schen der Spruch „Good Design grows bet­ter with Age“ (Gute Design­ent­wür­fe wer­den mit der Zeit bes­ser). Ein wich­ti­ger Ansatz für die Arbeit.
Die Mikro­al­gen, die Sust und Hom­burg für den Farb­stoff ver­wen­den, sind getrock­net, leben also nicht mehr. Daher kön­nen ein­mal durch Licht zer­stör­te Mole­kü­le nicht neu pro­du­ziert wer­den – die Far­ben ver­schwin­den bei Son­nen­ein­strah­lung. Sust: „Ziel mei­ner Arbeit ist es, den Betrach­ten­den für Ver­gäng­lich­keit und Nach­hal­tig­keit der Klei­dung zu sen­si­bi­li­sie­ren. Die Ent­schei­dun­gen, wie der oder die Tra­gen­de mit den leben­den Mikro­al­gen­prints umgeht, liegt an ihr oder ihm selbst. Dadurch wer­den orga­ni­sche Pro­zes­se und deren Ver­gäng­lich­keit zur Ästhe­tik erhoben.“

Inter­dis­zi­pli­nä­re Zusam­men­ar­beit an der FH Bielefeld

Initi­iert wur­de die Koope­ra­ti­on von Prof. Dr. Anant Patel, Lei­ter der Arbeits­grup­pe „Fer­men­ta­ti­on und For­mu­lie­rung von Zel­len und Wirk­stof­fen“ und Vize­prä­si­dent für For­schung, Ent­wick­lung, Trans­fer, und von Prof. Phil­ip Rupp, Ver­ant­wort­li­cher für das Lehr­ge­biet Kol­lek­ti­ons­ge­stal­tung und Mode­de­sign. Patel: „Durch Koope­ra­tio­nen die­ser Art tritt das immense For­schungs­po­ten­zi­al unse­rer Hoch­schu­le im Bereich der Nach­hal­tig­keit zum Vor­schein. Außer­dem erwei­tert die Zusam­men­ar­beit den Hori­zont aller Betei­lig­ten über den eige­nen For­schungs­be­reich hin­aus.“ Eine Ansicht, die Prof. Rupp teilt: „Wir ebnen die Wege für fach­be­reichs­über­grei­fen­den Koope­ra­tio­nen im Inter­es­sen unse­rer Stu­die­ren­den und kön­nen so gemein­sam ganz neue Tech­ni­ken ent­wi­ckeln und ausprobieren.“

Viel For­schungs­po­ten­ti­al für nach­hal­ti­ge­re Verfahren

Übri­gens, für Sust sind die blau­en Farb­tö­ne der Kol­lek­ti­on ein bewuss­ter Hin­weis auf die Was­ser­men­gen, die für die Pro­duk­ti­on von kon­ven­tio­nel­ler Klei­dung benö­tigt wer­den. Aller­dings sind mit dem ent­wi­ckel­ten Ver­fah­ren auch ande­re Kolo­rie­run­gen mög­lich, denn Mikro­al­gen gibt es in den unter­schied­lichs­ten Far­ben. Sust und Hom­burg haben sich bei dem Pro­jekt zunächst auf Mikro­al­gen beschränkt, die bereits für den Ein­satz in Lebens­mit­teln zuge­las­sen sind und daher auch in einem grö­ße­ren Maß­stab her­ge­stellt wer­den können.
Span­nend ist die Fra­ge, ob das Ver­fah­ren auch für eine Mas­sen­pro­duk­ti­on geeig­net ist. Dr. Vanes­sa Hom­burg: „Dafür stellt die gro­ße Men­ge der benö­tig­ten Mikro­al­gen-Pig­men­te noch eine Her­aus­for­de­rung dar. Auch muss noch unter­sucht wer­den, ob eine tech­ni­sche Qua­li­tät der Mikro­al­gen anstel­le der von uns ver­wen­de­ten Lebens­mit­tel-Qua­li­tät aus­rei­chend ist. Dies wäre nötig, um den Preis der Far­ben zu senken.“
Viel (Forschungs-)Potenzial also für alter­na­ti­ve und umwelt­freund­li­che­re Druck­ver­fah­ren. Für Anne-Marie Sust sind die­se in der Mode­bran­che aller­dings unver­zicht­bar: „Wir müs­sen sowohl mit unse­ren Klei­dungs­stü­cken als auch mit unse­ren Res­sour­cen viel bewuss­ter umge­hen.“ Einen ers­ten Schritt in die­se Rich­tung hat sie gemein­sam mit Vanes­sa Hom­burg mit ihrer Mode­kol­lek­ti­on getan.