Presseinformationen und Nachrichten 2020

Die Kläranlage wird zur Gemüsefarm, aus Abfällen zurückgewonnene biobasierte Stoffe verhindern in Lebensmittelverpackungen oxidativen Verderb oder liefern auf Funktionstextilien wasserabweisende Schichten, die weder Mensch noch Umwelt belasten. In dem vom Fraunhofer IGB koordinierten Projekt EVOBIO arbeiten 19 Fraunhofer-Institute an Lösungen für eine nachhaltige Wirtschaft. Hierzu haben sie neue Verfahrenskonzepte entwickelt, mit denen Stoffströme in bioökonomischen Prozesskreisläufen zur Herstellung optimierter Materialien für innovative Produkte genutzt werden können.

Das im Rahmen des ElitePostDoc-Nachwuchsförderungsprogramms der Baden-Württemberg Stiftung geförderte Vorhaben von Dr. Stegbauer vom IGVP beschäftigt sich mit der Entwicklung von biointelligenten Fassadenelementen für den Bausektor. Diese Elemente sind mit einem speziellen Biofilm versehen, der lebende Mikroalgen enthält. Das Fraunhofer IGB steuert dabei seine Expertise in der Algentechnologie bei und untersucht, welche Mikroalgenart für den angedachten Zweck am besten geeignet sind.

Der Bioökonomierat der Bundesregierung startet in die dritte Arbeitsperiode. Anlässlich der konstituierenden Sitzung des neuen Rats begrüßten Bundesforschungsministerin Anja Karliczek und Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner am 7. Dezember 2020 die neu berufenen Mitglieder. Mit Dr. Markus Wolperdinger, Sprecher des Fraunhofer Strategischen Forschungsfelds Bioökonomie und Leiter des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, ist auch die Fraunhofer-Gesellschaft in dem zukunftweisenden Gremium vertreten.

In Krisen- und Katastrophenfällen wie der aktuellen Corona-Pandemie können mobile, dezentral einsetzbare Systeme für die medizinische Versorgung der Bevölkerung eine entscheidende Ergänzung der bestehenden Gesundheitsinfrastruktur sein. Unter der Federführung des Fraunhofer IFF in Magdeburg haben sich sechs Institute der Fraunhofer-Gesellschaft zusammengeschlossen und entwickeln in dem Projekt »Demo-medVer« ein integriertes System einer mobilen, dezentralen medizinischen Versorgung. Das Besondere: Sämtliche Komponenten des Gesamtsystems sind modular aufgebaut, eng miteinander verbunden und sie ergänzen sich gegenseitig. Bis Ende nächsten Jahres soll ein funktionsfähiger Prototyp entstehen.

Vom 16. bis 20. November fand der »Global Bioeconomy Summit 2020«, die internationale Leitveranstaltung für Bioökonomie, als digitales Event statt. Das Fraunhofer IGB und das CBP beteiligten sich an der Tagung in zwei Workshops.

17 Projektpartner aus Wissenschaft und Industrie schließen sich im Netzwerk »Bio2Brain« zusammen, um an einer effizienten Wirkstoffverabreichung bei Erkrankungen des zentralen Nervensystems (ZNS) zu forschen. Die große Herausforderung hierbei ist, dass das ZNS des menschlichen Körpers durch biologische Schutzmechanismen bestens abgeschirmt wird. Die Kehrseite ist jedoch, dass auch medizinische Wirkstoffe diese Barriere nur schwer überwinden können. Um eine Lösung für dieses Problem zu finden, will das Bio2Brain-Netzwerk einen Paradigmenwechsel in der Forschung einleiten und neue Ansätze erproben.

Das TriAnkle Forschungskonsortium von 12 Partnern aus fünf europäischen Ländern wird mit 5,9 Millionen Euro von der EU gefördert. Entwickelt wird ein Herstellungsverfahren für personalisierte Implantate, die in der Therapie von Sehnen- und Gelenksverletzungen am Fuß eingesetzt werden können. Das Fraunhofer IGB formuliert und entwickelt die kollagen- und gelatinebasierten Biotinten, die für den 3D-Druck der personalisierten Implantate benötigt werden. Das IGVP der Universität Stuttgart erforscht die Vernetzungschemie und den 3D-Druck der am IGB entwickelten Biotinten.

Klimawandel und Ressourcenknappheit machen deutlich: Unsere Wirtschaft muss nachhaltiger werden. Am 4. November 2020 fand die konstituierende Sitzung des Beirats Nachhaltige Bioökonomie statt, der das Land Baden-Württemberg bei der Umsetzung der Landesstrategie Nachhaltige Bioökonomie berät. Als Bioökonomie-Experte wurde auch Dr. Markus Wolperdinger, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, in das Gremium berufen. Gemeinsam mit Professor Dr. Iris Lewandowski, Chief Bioeconomy Officer der Universität Hohenheim, übernimmt er den Vorsitz des Beirats.

Bei den Fraunhofer Solution Days vom 26. bis 29. Oktober 2020 zeigen Fraunhofer-Forschende innovative Lösungsansätze für die Herausforderungen von Morgen. Der dritte Veranstaltungstag steht dabei ganz im Zeichen der Gesundheitswirtschaft. Aus diesem Grund spielt der Fraunhofer-Verbund Life Sciences eine tragende Rolle im Rahmen des digitalen Kongresses. Die im Verbund beteiligten Institute stellen einerseits Referenten für das Vortragsprogramm und bringen sich mit Exponaten in die virtuelle Ausstellung »Fraunhofer Wissen schafft Perspektiven« ein.

Damit Sepsis-Patienten so rasch wie möglich das richtige Antibiotikum bekommen, haben Fraunhofer-Forschende ein diagnostisches Verfahren entwickelt, das die Hochdurchsatzsequenzierung von Blutproben nutzt und wesentlich schneller Ergebnisse liefert als herkömmliche kulturbasierte Techniken. Dies konnte nun dank neuester Einzelmolekül-Sequenziertechniken nochmals so verbessert werden, dass Erreger bereits nach wenigen Stunden identifiziert werden können. Die grundsätzliche Methodik wird derzeit mit mehreren hundert Patienten multizentrisch getestet. Wie sie funktioniert, wird bei den Fraunhofer Solution Days vom 26. – 28. Oktober 2020 vorgestellt.

Beim Hightech Summit 2020, der am 1. Oktober 2020 als hybride Veranstaltung stattfand, konnte das Start-up Variolytics, ein Spin-off aus dem Fraunhofer IGB, das Publikum überzeugen und den mit 3.000 Euro dotierten Zuschauerpreis gewinnen. Mit seiner neuen Massenspektrometer-Plattformtechnologie erzeugt Variolytics in Echtzeit optimierte Messdaten, um Prozesse in Biotechnologie, Chemie oder Umweltanwendungen genauer abzubilden und besser zu steuern.

Rund 38 Kilogramm Plastikmüll fallen in Deutschland jährlich pro Kopf an. Mit dem Ziel, ein nachhaltiges Gesamtkonzept aus biologisch abbaubaren Verpackungsalternativen im Kosmetikbereich zu schaffen, forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und des Fraunhofer-Instituts für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV in Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart und der LCS Life Cycle Simulation an Polyhydroxyalkanoaten (PHA), die in ihren Eigenschaften herkömmlichen Kunststoffen ähneln, aber ohne den Einsatz fossiler Rohstoffe aus Mikroorganismen gewonnen werden.

Die Bioökonomie steht im Mittelpunkt des Wissenschaftsjahres 2020, das aufgrund der aktuellen Covid-19-Pandemie bis Ende 2021 verlängert wurde. Vor diesem Hintergrund veranstaltet der Fraunhofer-Verbund Life Sciences am 1. Oktober 2020 im Fraunhofer-Forum in Berlin einen virtuellen Bioökonomietag mit dem Titel »Bioökonomie und nachhaltige Produktionssysteme«. In diesem Rahmen wird auch die Ausstellung »Fraunhofer Shaping Bioeconomy« eröffnet. Hier präsentieren Fraunhofer-Forschende ihre innovativen Ideen und Entwicklungen für eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaft.

Infektionen stellen für Patienten im Krankenhaus eine steigende Gefahr dar. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat im Projekt InnateFun zusammen mit mehreren Partnern einen neuen Therapieansatz erarbeitet. Dabei werden die Immunrezeptoren der Zellen so beeinflusst, dass die Zellen die schädlichen Mikroorganismen besser abwehren können. Bei Infektionen mit den auch in Krankenhäusern verbreiteten Hefepilzen der Gattung Candida wurde dieser Therapieansatz bis zum Tiermodell untersucht. Die ersten Ergebnisse sind vielversprechend.

Die Zeit beim Klimaschutz drängt. Einen Lösungsansatz bietet die Nutzbarmachung des Treibhausgases CO₂ als Rohstoff für Chemikalien. Hierfür hat das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie in dem von der EU geförderten Projekt CELBICON einen neuen Weg verfolgt. Durch eine Kombination von elektrochemischer und biotechnologischer Umwandlung gelang es den Forschern, aus dem aus Luft adsorbierten Treibhausgas einen wertschöpfenden terpenoiden Farbstoff herzustellen.

Als Vorreiter auf dem Gebiet der angewandten Forschung bündelt die Fraunhofer-Gesellschaft die Expertise von 23 Fraunhofer-Einrichtungen, um im Innovationscluster »Produktion für Intelligente Medizin« neue Entwicklungs- und Herstellungstechnologien für innovative Zell- und Gentherapeutika sowie Impfstoffe zu entwickeln. Geplant ist in einem ersten Projektabschnitt die Konzeptionierung einer modularen Pilotanlage zur automatisierten Produktion dieser Therapeutika. Industrie 4.0 soll so mit Gesundheit 4.0 vereint werden.

Wasserstoff ist das Schlüsselelement zur Etablierung einer nachhaltigen Chemieindustrie. Mit der Elektrolysetest- und -versuchsplattform ELP in Leuna, für die heute der feierliche erste Spatenstich erfolgte, übernimmt Sachsen-Anhalt eine Pionierrolle beim Erreichen dieses Ziels. Die Pilotanlage wird Grünen Wasserstoff zur emissionsarmen Herstellung von Grundchemikalien und Kraftstoffen produzieren, das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna und das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) bündeln dazu ihre Kräfte.

Als überwiegend trockenes Land steht Südafrika vor der enormen Aufgabe, vorhandene Ressourcen nachhaltig zu bewirtschaften. Dies betrifft neben den knappen Wasservorkommen auch den Ausbau regenerativer und dezentraler Energiesysteme sowie die Ernährungssicherheit. Die Universität Stellenbosch und die Fraunhofer-Gesellschaft haben nun im Rahmen einer strategischen Partnerschaft die »Fraunhofer Innovation Platform for the Water-Energy-Food Nexus« eingerichtet. Gemeinsam sollen in dieser langfristigen Kooperation bedarfsgerechte technologische und sektorübergreifende Lösungen zur Wasser-, Energie- und Ernährungssicherheit erarbeitet werden – zum Wohle der Menschen und der Umwelt.

Fraunhofer beteiligt sich an einer binationalen Forschungs- und Entwicklungskooperation zwischen Deutschland und Marokko zur Entwicklung und Förderung der Wasserstofftechnologie bzw. des »Power-to-X«-Sektors in dem Maghrebstaat. Das Fraunhofer IGB hat dort bereits entsprechende Studien erstellt und arbeitet im Projekt »Green Ammonia« mit marokkanischen Forschungs- und Industriepartnern beim Aufbau einer Demonstrationsanlage zusammen.

Mitteldeutschland ist in Bewegung: Der beschlossene Kohleausstieg stellt Sachsen-Anhalt und weitere betroffene Bundesländer vor die Herausforderung, einen grundlegenden Strukturwandel einzuleiten. Zudem macht die derzeit grassierende Covid-19-Pandemie ganz aktuell noch einmal deutlich, wie entscheidend es ist, den Wandel durch die Erschließung innovativer Branchen mit lokaler Wertschöpfung aktiv zu gestalten und als Chance für die Zukunft zu nutzen. Aus diesem Grund engagieren sich das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biologische Prozesse CBP in Leuna und der Cluster BioEconomy in Halle für die Errichtung eines BioEconomy HUB, das junge Unternehmen im Bereich der Bioökonomie fördern soll.

Die MS Wissenschaft hat dem Sturm der Coronavirus-Pandemie getrotzt und sticht nun am 30. Juli 2020 endlich in See. Das Ausstellungsschiff des Bundesministeriums für Bildung und Forschung fährt diesmal unter der Flagge der Bioökonomie. Diese ist das zentrale Thema des Wissenschaftsjahres 2020 und ein Forschungsschwerpunkt des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Aus diesem Grund hat das Institut auf der MS Wissenschaft angeheuert und zeigt dort am Beispiel einer interaktiven Waschmaschine, wie biobasierte Tenside für Wasch- und Reinigungsmittel mit Pilzen hergestellt werden können.

Die Nutzung biogener Ressourcen und biologischer Systeme und ihre Verknüpfung mit innovativen Prozesstechnologien kann zu einer nachhaltigeren und kreislauforientierten Wertschöpfung beitragen. Dies zeigte das Fraunhofer IGB exemplarisch am Beispiel einer Algenbioraffinerie beim Besuch des Bundestagsabgeordneten Dr. Stefan Kaufmann.

Städte zählen zu den größten CO2-Emittenten und damit zu den wichtigsten Stellschrauben im Kampf gegen die Erderwärmung. Um Kommunen in Deutschland zu befähigen, nachhaltige Stadtentwicklung und Digitalisierung schnellstmöglich umzusetzen, hat die Morgenstadt-Initiative der Fraunhofer-Gesellschaft ein Positionspapier verfasst. Ziel ist es, bestehende Lösungen zu bündeln, für alle Kommunen und Städte zugänglich sowie finanzierbar zu machen und neue Kapazitäten aufzubauen.

Rolle-zu-Rolle (R2R)-Verfahren, bei denen z. B. Folien, Textilien, Flachmembranen, Metallfolien oder auch ultradünnes Glas funktionalisiert werden, spielen in zahlreichen industriellen Prozessen eine wichtige Rolle. In dem am 10. Juni 2020 gegründeten Netzwerk R2RNet bündeln 21 europäische Partner aus Industrie, Forschungseinrichtungen und Universitäten ihre Kompetenzen bei der kontinuierlichen Funktionalisierung von Oberflächen im Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Damit soll der Erfahrungsaustauch befördert und der Zugang zu diesen Technologien und entsprechenden Anlagen erleichtert werden. Initiiert wurde das Netzwerk von den Fraunhofer-Instituten für Angewandte Polymerforschung IAP und für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB.

Inhaltsstoffe von Pflanzen, die sich von Ferulasäure ableiten, können eine gesundheitsfördernde Wirkung haben oder als Ausgangssubstanz für Geschmacksstoffe dienen. Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) haben einen Weg gefunden, diese Stoffe einfach und günstig von Mikroorganismen produzieren zu lassen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) stellt für ein neues Projekt 1,5 Millionen Euro zur Verfügung, um das Verfahren weiter zu verbessern. Am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP wird der Herstellungsprozess parallel für den industriellen Maßstab optimiert.

Hitzerekorde und lang anhaltende Trockenheit setzen der Landwirtschaft weltweit immer stärker zu. Auch in Deutschland gefährden Dürren inzwischen eine ertragreiche Ernte. Insbesondere für wasserarme Regionen und ausgewählte Pflanzen bietet sich ein Anbausystem mit einer neuartigen Bewässerungstechnologie mit aufbereitetem Abwasser an. Ergebnisse und konkrete Empfehlungen für die Praxis zu dieser alternativen landwirtschaftlichen Anbauform mit Wasserrecycling liegen nun vor.

Zuschlag für ein deutsch-französisches Konsortium: Ab März 2020 werden die fünf Partner Tilia GmbH (Leipzig), GICON - Großmann Ingenieur Consult GmbH (Dresden), France Biogaz Valorisation (Strasbourg), Fraunhofer IGB (Stuttgart) und DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (Leipzig) im Großraum Paris eine Pilotanlage mit neuen Verfahren zur gemeinsamen Behandlung von organischen Restabfällen und Klärschlämmen errichten und betreiben. Wenn sich das Pilotprojekt bewährt, soll nach diesem Konzept ab 2025 eine industrielle Großanlage unter anderem bis zu 76.000 Tonnen organischer Reststoffe pro Jahr umweltgerecht zu Biogas und Dünger verarbeiten.

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft – zurecht, wenn er »grün« ist und mit Strom aus erneuerbaren Energien aus Wasser gewonnen wird. Mit der Elektrolysetest- und -versuchsplattform ELP am Chemiestandort Leuna setzen Sachsen-Anhalt und die Fraunhofer-Gesellschaft nun Maßstäbe. Heute übergab der Minister für Wirtschaft, Wissenschaft und Digitalisierung des Landes, Professor Armin Willingmann, den Zuwendungsbescheid für die ELP und die Skalierungsplattform Hy2Chem. Mit dieser soll der im Großmaßstab erzeugte Wasserstoff zur nachhaltigen Herstellung von Grundchemikalien und Kraftstoffen genutzt werden.

Anfang März 2020 reisen Institutsleiter Dr. Markus Wolperdinger und Dr.-Ing. Marius Mohr, Leiter des Innovationsfeldes »Wassertechnologien und Wertstoffrückgewinnung« am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, nach Indien, mit dem Ziel, die internationale Zusammenarbeit mit indischen Institutionen und Unternehmen zu vertiefen. Mohr und sein Team haben bereits mehrere Projekte in indischen Großstädten umgesetzt und sind aktuell am Vorhaben »Global Smart Cities« im südindischen Kochi beteiligt. Im Rahmen der Indienreise von Kanzlerin Angela Merkel im Herbst 2019 wurde zudem ein »Memorandum of Understanding« unterzeichnet, um die deutsch-indische Zusammenarbeit unter anderem im Wasserbereich zu fördern.

Aus der langjährigen Zusammenarbeit zwischen der Fraunhofer-Gesellschaft und der südafrikanischen Stellenbosch University, zuletzt im ICON-Projekt WASTEC, entsteht nun die »Fraunhofer Innovation Platform for the Water-Energy-Food Nexus at Stellenbosch University« (FIP-WEF@SU). Am Mittwoch, den 12. Februar 2020, unterzeichneten Fraunhofer-Präsident Prof. Dr. Reimund Neugebauer und Prof. Eugene Cloete, Vice-Rector Research, Innovation & Postgraduate Studies der Stellenbosch University, bei einem Treffen in Südafrika den entsprechenden Kooperationsvertrag.