Mit der Roadmap »Zirkuläre Bioökonomie für Deutschland« zeigen Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft wissenschaftlich-technologische Potenziale der Bioökonomie auf und präsentieren Handlungsempfehlungen für die Politik. Die Roadmap wurde am 20. September 2023 öffentlichkeitswirksam in Brüssel präsentiert. Das Fraunhofer WKI war an der Erstellung der Roadmap beteiligt.

Das Fraunhofer WKI hat gemeinsam mit der Universität Stuttgart, dem Laserzentrum Hannover und Industriepartnern eine Säule aus naturfaserverstärktem Biokunststoff im 3D-Druckverfahren hergestellt, die derzeit auf der Biennale in Venedig zu sehen ist. Mit der Säule demonstrieren die Forschenden, dass sich 3D-gedruckte Materialien auch für große Bauteile in der Architektur eignen.

Gemeinsam mit den Unternehmen Leichtwerk AG und Jowat SE hat das Fraunhofer WKI einen nachhaltigen Multicopter entwickelt. Dank eines effizienten, biobasierten Strukturdesigns sowie modularer Bauweise ist das neue Fluggerät deutlich nachhaltiger als vergleichbare konventionelle Systeme. Am Fraunhofer WKI wurden hierfür funktionale Werkstoffe, Herstellungsverfahren für Formteile sowie passende Beschichtungen entwickelt.

Schaltbare Klebstoffe eignen sich zur Verklebung von zementgebundenen Holzwerkstoffplatten. Das konnten Forschende des Fraunhofer WKI gemeinsam mit Industriepartnern nachweisen. Unter anderem mithilfe von Blockscherprüfungen zeigte das Projektteam, dass unter Verwendung der neu entwickelten Klebstoffe die Mindestanforderungen erfüllt werden.

Am 1. Juli 2023 blicken die Forschenden des Anwendungszentrum HOFZET^® des Fraunhofer WKI auf 10 Jahre Forschungsaktivitäten in den Bereichen Nachhaltigkeit, Werkstoffentwicklung, Bauteilentwicklung sowie Kreislaufwirtschaft und Recycling zurück.

Forschende am Fraunhofer WKI haben gemeinsam mit dem Partner Protohaus gGmbH für das Staatstheater Braunschweig ein Bühnenbild aus einem innovativen Zukunftsmaterial angefertigt. Die Oberfläche der Berglandschaft im Theaterstück »Funken« ist mithilfe von Pilzmyzel entstanden. Der ökologische und recyclingfähige Baustoff besteht aus Elefantengrasfasern, die mit Myzel durchwachsen sind. Das Bühnenbild veranschaulicht das Potenzial des Bauens mit Pilzmyzel auf kreative Weise für die breite Öffentlichkeit. Auch die Lampenschirme, die auf der Bühne zu sehen sind, sind mit Myzel hergestellt, das in einem innovativen Verfahren heißgepresst wurde.

Die Forschenden des Fraunhofer WKI präsentieren während der LIGNA 2023 Möglichkeiten, nachwachsende Rohstoffe wie Balsaholz, Laubholz oder Naturfasern in zukunftsorientierte Anwendungen zu bringen. Die Einsatzmöglichkeiten werden anhand einer Lagenwerkstoffbrücke sowie eines Öko-Stand-Up-Paddleboards demonstriert.

Anhand einer Holzwerkstoffplatte für den Innenausbau zeigen Forschende des Fraunhofer WKI auf der LIGNA 2023 die Einsatzmöglichkeit für einen neu entwickelten, formaldehydfreien Bio-Klebstoff. Im Vergleich zu den bisher oft eingesetzten Phenol-Formaldehydharzen ist das neue Lignin-HMF-Harz gesundheitlich unbedenklich und frei von petrochemischen Rohstoffen. Die Forschenden präsentieren ein zu 100 Prozent biobasiertes Kondensationsharz für die Holzwerkstoffindustrie, das sich mittels gängiger Prozess- und Anlagentechnik herstellen und verarbeiten lässt.

Anhand einer Wand aus einem Mehrlagenverbundwerkstoff sowie einem Deckenbalken zeigen die Forschenden des Fraunhofer WKI auf der LIGNA 2023 Verwertungsmöglichkeiten für Kiefernholz. Die Demonstratoren sind das Ergebnis aus zwei aktuellen Forschungsprojekten am Fraunhofer WKI. Das »Zukunftsholz« Kiefer ist flächenmäßig eine der bedeutendsten Baumarten in Norddeutschland und kommt mit dem Klimawandel relativ gut zurecht. Da Kiefernholz künftig verstärkt zur Verfügung stehen wird, arbeiten die Forschenden daran, Anwendungsfelder mit hohem Erlöspotenzial für die Bau- und Fahrzeugindustrie zu erschließen.

Forschende des Fraunhofer WKI ermitteln in einem aktuellen Forschungsprojekt, wie sich das in Zukunft vermehrt anfallende Buchenholz als Holzfaserdämmstoff in Form von Matten oder Schäumen nutzen lässt. Auf der LIGNA 2023 präsentieren sie eine Möglichkeit: eine Wärmedämmziegel-Wand aus Hohlziegeln, die mit Dämmmatten aus Buchenholzfasern gefüllt sind. Die Ziegelwand ist Teil des »Multimaterialmodell Wand I Decke I Dach«. Industriepartner werden die am Fraunhofer WKI entwickelten Dämmmaterialien auf Praxistauglichkeit testen. Das Projektteam arbeitet an einer wirtschaftlich attraktiven Lösung für die Herstellung von Holzfaserdämmstoffen aus Buchenholz für die Bauindustrie.

Mit dem Deckensystemmodul für die Modernisierung von Zwischendecken in Gebäuden zeigen Forschende des Fraunhofer WKI auf der LIGNA 2023 eine ökologische Möglichkeit der Altbausanierung. Mit den vorgefertigten Kleintafeln in modularer Bauweise sind Sanierungen in Zukunft einfacher und schneller durchzuführen.

Mit dem Highlight »Multimaterialmodell Wand I Decke I Dach« zeigen die Forschenden des Fraunhofer WKI gleich acht Innovationen für die Bauindustrie. Darüber hinaus demonstrieren sie auf der LIGNA 2023 weitere Möglichkeiten, wie man nachwachsende Rohstoffe wie Balsaholz, Laubholz oder Naturfasern in zukunftsorientierte Anwendungen bringen kann.

Das »Anwendungszentrum HOFZET^®« des Fraunhofer WKI und das »IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe« der Hochschule Hannover rücken noch näher zusammen. Am 24. April 2023 wurde ein neues Bürogebäude am Campus Ahlem eingeweiht. Zusammen mit dem gemeinsam betriebenen Technikum für Biokunststoffe und Verbundwerkstoffe bietet es eine hervorragende Infrastruktur für die weitere innovative Forschung.

Das Fraunhofer WKI zeigt auf der Hannover Messe vom 17. bis 21. April ein nachhaltiges Schutzplankensystem aus hochbeanspruchbaren Holzverbundelementen sowie leistungsfähige und ressourcenschonende Bauprodukte aus Bauschutt und pflanzlichen Reststoffen.

Textilbetonteile mit einer nachhaltigen Naturfaserbewehrung haben ein ausreichendes Verbund- und Zugtragverhalten für den Einsatz im Bau. Das konnten Forschende des Fraunhofer WKI gemeinsam mit der Hochschule Biberach und dem Industriepartner FABRINO nachweisen. Damit könnten künftig Textilbetonbauteile mit Naturfaserbewehrung herkömmlich bewehrte Betonbauteile ersetzen und die Umweltbilanz im Bauwesen verbessern.

Forschenden des Fraunhofer WKI und des Fraunhofer IAP sind mit Industriepartnern erste Erfolge in der Entwicklung von biobasierten Flammschutzmitteln in Bio-Kunststoffen gelungen. Damit könnten künftig Kunststoffe in der Elektronik und Elektrotechnik eingesetzt werden, die zu 100 Prozent aus biobasierten Materialien bestehen. Die Verarbeitung wurde im Rahmen des Forschungsprojekts mittels Compoundierung, Spritzguss und additiver Fertigung getestet.

Das Fraunhofer WKI zeigt vier Meter lange Abschnitte einer Leitplanke aus Holz für den Straßenbau auf der Internationalen Grünen Woche, die vom 20. bis 29. Januar in Berlin stattfindet. Das nachhaltige Schutzplankensystem soll mit den bestehenden Systemen kompatibel sein, ebenso dauerhaft und finanziell konkurrenzfähig.

Nachwachsende Rohstoffe und biobasierte Verfahren können entscheidend zum Ersatz fossiler Materialien beitragen. Dies geht aus einer Roadmap hervor, welche die Fraunhofer-Gesellschaft am 2. Dezember 2022 in Berlin der Politik und Öffentlichkeit präsentierte. Das Fraunhofer WKI war an der Erstellung der Roadmap beteiligt.

Welche Reaktionen laufen im Innenraum ab und welche Reaktionsprodukte entstehen dabei? Wie ist der Mensch gegenüber Luftfremdstoffen im Innenraum exponiert? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer WKI untersuchen komplexe chemische Prozesse in der Innenraumluft und erforschen die menschliche Exposition gegenüber luftgetragenen Verbindungen in Abhängigkeit von den Umgebungseinflüssen, Bau- und Ausstattungsprodukten, der Bekleidung und Körperpflegeprodukten sowie von persönlichen Konsumgewohnheiten. Mit dem neu angeschafften »Protontransferreaktions-Time-Of-Flight-Massenspektrometer (PTR-TOF-MS)« können die Forschenden nun noch präzisere und zeitlich höher aufgelöste Messungen vornehmen.

Mit dem neuen Bürogebäude in Hannover rücken das »Anwendungszentrum HOFZET^®« des Fraunhofer WKI und das »IfBB – Institut für Biokunststoffe und Bioverbundwerkstoffe« der Hochschule Hannover noch näher zusammen. Die Kooperation zwischen den beiden Einrichtungen wird durch den Einzug der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im November 2022 fortgesetzt und intensiviert.

Der erste Platz des Fraunhofer-Kommunikationspreises 2022 geht an »Grünes Wasser«, ein Projekt, das mit Einbindung der Öffentlichkeit neues Leben in die Fleete der Hamburger Innenstadt gebracht hat. Einst voll mit Booten, Seeleuten und Waren aus aller Welt, sind die Wasserwege heute weitgehend ungenutzt und vegetationsarm. Christoph Pöhler vom Fraunhofer WKI und Beate Kapfenberger sowie Martha Starke vom Designstudio »morgen.« haben bepflanzbare Schwimminseln aus einem Leichtbaumaterial entwickelt, welches gänzlich aus nachwachsenden Rohstoffen besteht. Bei einer crossmedial begleiteten Mitmach-Aktion im Juni 2022 wurden die Inseln bepflanzt und zu Wasser gelassen.

Forschende am Fraunhofer WKI haben gemeinsam mit drei Hochschulen zwei Vorlesungsmodule zum Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen im Bauwesen entwickelt. Die Module decken nachwachsende Rohstoffe von der Gewinnung bis zur Verwendung im Bauwesen ab. Durch diese zukunftsweisende Qualifikation des technisch-wissenschaftlichen Nachwuchs erhöhen sich die Chancen für den späteren Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen im Bauwesen.

Mit dem Designer Jonathan Radetz haben Forschende am Fraunhofer WKI ein leichtes Sitzmöbel entwickelt, dessen Sitzschale und Polster in einem Schritt aus sogenanntem Organoblech hergestellt wird. Das Projektteam untersuchte, ob sich Alttextilien verwenden lassen, um ein Sitzmöbel unter ästhetischen sowie nachhaltigen Gesichtspunkten herzustellen. Das Herstellungsprinzip kann auf andere Anwendungsbereiche übertragen werden, zum Beispiel auf die Innenausstattung von Autos.

Am 12. Oktober 2022 hat das Holzwerkstoff-Symposium in Hamburg mit einer Abendveranstaltung begonnen. Das Fraunhofer WKI und die European Panel Federation (EPF) organisieren bereits zum 12. Mal in Kooperation mit dem Internationalen Verein für Technische Holzfragen (iVTH) das Netzwerkevent. Das Holzwerkstoff-Symposium bietet den rund 320 Teilnehmenden vom 12. bis 14. Oktober 2022 die Möglichkeit zu einem Austausch über die wichtigsten Trends und Herausforderungen in der Holzwerkstoffindustrie.

Das Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und Design« hat ab dem 1. Oktober 2022 neue Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Welf-Guntram Drossel (Fraunhofer IWU) sowie Prof. Dr.-Ing. Jens Krzywinski (Fraunhofer IVI). Die ehemaligen Sprecher Prof. Dr.-Ing. Bohumil Kasal und Prof. Dr. Matthias Klingner wurden feierlich verabschiedet.

Forschende am WKI haben mit einem Industriepartner Transportkisten im Spritzgussverfahren hergestellt, die steifer sind als herkömmliche Kleinladungsträger und dabei trotzdem schlagfest. Sie verwendeten zur Herstellung ausgemusterte Transportkisten sowie rezyklierte PET-Fasern, um so den Stoffkreislauf zu schließen.

Wie kann man möglichst ressourcensparend, kostengünstig und ästhetisch ansprechend bauen? Forschende des Fraunhofer WKI kombinieren verschiedene Werkstoffe zu hochleistungsfähigen Bauelementen unter minimalem Material- und Energieeinsatz. Das schont Ressourcen, schützt das Klima und erweitert architektonische Gestaltungsspielräume. Ein neues Video gibt Einblick in diese neuartigen hybriden Werkstoffsysteme.