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Untersuchungen zur mikrobiellen Besiedlung und Abbauverhalten von Faserverbundwerkstoffen als Grundlage biotechnologischer Recyclingverfahren sowie eines effektiven Materialschutzes

gefördert durch die Freie Hansestadt Bremen
Ansprechpartner: Dr. Thomas Warscheid

   Investigations on the microbial colonization and mineralization of fiber composite materials as basis for biotechnological recycling treatment and effective material protection
The Intensity of microbial mineralization processes on materials is mainly controlled by the type of microflora and the availability of moisture and nutrients. The target of this research project will be the formulation of suitable process parameters favoring the microbial mineralization of fiber composite materials in terms of recycling as well as the systematic improvement of their microbial resistance and durability during their application.

Herabsetzung der Hydrophobizität durch mikrobiellen Oberflächenbefall (links: sterile Kontrolle; rechts: bewachsene Probe)

  Die Intensität mikrobieller Abbauprozesse an Werkstoffen wird entscheidend durch die Art der Mikroflora sowie die Verfügbarkeit an Feuchtigkeit und Nährstoffen kontrolliert. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, sowohl die für einen kontrollierten mikrobiellen Abbau von Faserverbundwerkstoffe förderlichen Prozeßparameter beim Recycling zu formulieren als auch die mikrobielle Widerstandsfähigkeit und Dauerhaftigkeit faserverstärkter Verbundwerkstoffe im Einsatz gezielt zu erhöhen. Im Rahmen der geplanten Arbeiten soll untersucht werden (i) welche chemischen und strukturellen Eigenschaften, die mikrobielle Abbaubarkeit und Anfälligkeit von komplexen Verbundwerkstoffen und ihrer Einzelkomponenten (i.e. Fasern und organische Additive, Polymere und Verbundsysteme) bestimmen, (ii) unter welchen prozeßtechnischen bzw. umweltbedingten Einflüssen (z.B. Feuchte, Temperatur, Nährstoffangebot, Sauerstoffbedarf und Salinität) und durch welche Mikroorganismen (z.B. spezialisierte Einzelorganismen oder Mischkulturen) im biotechnologischen Maßstab mikrobielle Abbauprozesse an Verbundwerkstoffen beschleunigt bzw. im Produktions- und Anwendungsbereich verhindert werden können, (iii) durch welche strukturellen und chemischen Veränderungen eine mikrobielle Abbaubarkeit erleichtert bzw. ein dauerhafter Materialschutz  in gefährdeten Anwendungsbereichen ermöglicht werden kann. Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens werden neue Handlungs- und Entwicklungsmöglichkeiten im Bereich der Faserverbundwerkstoffe geschaffen, (i) die Umweltverträglichkeit durch biotechnologische Entsorgungsverfahren sowie eine verbesserte Materialbeständigkeit, verbunden mit eingeschränkten Material- und Energieeinsatz zu erhöhen (ii) Kosten bei der Herstellung und Pflege der Werkstoffe einzusparen, sowie (iii) funktionelle und betriebstechnische Schäden kontrollierbarer zu machen.