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.