Forschen für den Baby-Popo
Kooperation von FAU und Procter & Gamble soll Ökobilanz bei Einwegwindeln weiter verbessern
Einwegwindeln sind leicht zu handhaben, praktisch für unterwegs und halten die Haut besonders trocken. Wissenschaftler der FAU kooperieren jetzt mit dem weltweit tätigen Konsumgüterkonzern Procter & Gamble (P&G), um die Materialeigenschaften bei Einwegwindeln nachhaltig zu verbessern. Ziel ist es, die Einwegwindeln der Zukunft deutlich umweltfreundlicher zu machen: Kohlenhydratquellen aus Agrarabfallprodukten könnten die Basis für das höchst saugfähige Granulat im Inneren von Babywindeln und ähnlichen Hygieneprodukten bilden.
Der Kern einer Einwegwindel besteht heute aus Polyacrylsäure, einem superabsorbierenden Polymer. Das Granulat kann ein Vielfaches des eigenen Gewichts an Flüssigkeit aufsaugen und – anders als bei einem Schwamm – dauerhaft in einer Art Gel einschließen. Jedes Jahr werden weltweit mehr als fünf Millionen Tonnen Acrylsäure aus Erdöl hergestellt, etwa 30 Prozent davon wird für Hygieneprodukte wie Windeln benötigt. Eine alternative Vorstufe zur Acrylsäure als Ausgangsprodukt für Windeln stellt Milchsäure dar, die aus Kohlenhydraten durch Fermentation hergestellt wird. Wissenschaftler um Prof. Dr. Peter Wasserscheid, Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik, sowie Wissenschaftler und Ingenieure der P&G- Forschungsabteilungen in Deutschland und den USA wollen die Produktion der Acrylsäure aus Milchsäure in den kommenden zwei Jahren optimieren, um eine Alternative zur Verwendung von Erdöl zu entwickeln. Konkret wird untersucht, welche Katalysatoren sich am besten eignen, um aus Milchsäure Acrylsäure zu gewinnen, wie die Reaktionsbedingungen optimiert werden können und wie sich der komplette Prozess später industriell umsetzen lässt.
Bereits seit knapp drei Jahren kooperieren die FAU und P&G erfolgreich, um die Materialeigenschaften von Alltagsprodukten weiter zu verbessern: Molekulare Modelle etwa sollen ein detaillierteres Verständnis von Haarstrukturen schaffen – und helfen, hochwertige Haarpflegeprodukte zu entwickeln. Oder es werden die Strömungsfelder um rotierende Zahnbürstenköpfe näher untersucht. Oder die Wissenschaftler nehmen eben Windeln in den Fokus. So hat eine Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Michael Stingl, Professur für Mathematische Optimierung, und Prof. Dr. Marc Avila, Professur für Simulation in der Nano- und Mikrofluidmechanik, mit Simulationen entscheidend dazu beigetragen, Windeln durch optimale Anordnung der Superabsorber-Materialien deutlich saugfähiger zu machen. Dieses und das aktuelle Forschungsprojekt stehen beispielhaft für die Nachhaltigkeitsstrategie von P&G, die den schonenden Umgang mit Ressourcen, die Nutzung von nachwachsenden und erneuerbaren Rohstoffen und die Verwendung von Abfall als Rohstoff umfasst.
Die FAU ist in Deutschland einer der größten Partner für akademische Forschungskooperationen mit P&G und wurde im Rahmen der strategischen Zusammenarbeit bisher mit rund 1,6 Millionen Euro gefördert. Von der Kooperation profitieren beide Seiten: das Unternehmen, das den Innovationsprozess mit externen Ideen voranbringt, und die Wissenschaftler, die mit einem starken Anwendungsbezug arbeiten können. Die Zusammenarbeit läuft dank des Technologie-Transfer-Programms des Exzellenzclusters Engineering of Advanced Materials (EAM) der FAU sowie dem dort vorhandenen interdisziplinären Expertennetzwerk überaus erfolgreich.
Darüber hinaus engagiert sich P&G in der Nachwuchsförderung: Im Mai vergangenen Jahres wurde das P&G SimCenter am Zentralinstitut für Scientific Computing (ZiSC) der FAU gegründet. Es ist nach Cincinnati und Singapur das weltweit dritte Simulationszentrum dieser Art. Bis zu zehn Masterstudierende bearbeiten dabei in laufenden P&G-Projekten unterschiedlichste Fragestellungen aus dem Bereich Modellierung und Simulation und versuchen mit kreativen Ideen neue Lösungen für Probleme bei der Bild- und Bewegungsanalyse, bei Fertigungsprozessen oder der Optimierung mechanischer Vorgänge zu finden. „Gerade für P&G Deutschland, dem größten P&G-Forschungsstandort nach den USA, ist es wichtig, in Kontakt mit jungen wissenschaftlichen Talenten zu treten und diese zu fördern“, betont Dr. Katharina Marquardt, Leiterin der Wissenschaftskommunikation bei Procter & Gamble Deutschland. „Das SimCenter ist dafür ein herausragendes Beispiel.“ Nach einem sehr erfolgreichen ersten Jahr ist auf beiden Seiten das Interesse groß, das Projekt zu verlängern.
Weitere Informationen:
FAU
Prof. Dr. Peter Wasserscheid
Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik
Tel.: 09131/85-27420
peter.wasserscheid@crt.cbi.uni-erlangen.de
Prof. Dr. Tim Clark
Computer-Chemie-Zentrum
Tel.: 09131/85-22948
tim.clark@fau.de
Procter & Gamble
Dr. Katharina Marquardt
Scientific Communication
P&G Unternehmensgruppe Deutschland, Österreich, Schweiz
Tel.: 06196/895430
marquardt.k@pg.com
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