Premiere für zukunftsorientierte Biomaterialien

Die Reduktion von globalen Emissionen und des Ressourcenverbrauchs im Bausektor erfordert das Umdenken bestehender Materialzyklen und den Einsatz erneuerbarer Alternativen. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Chalmers in Schweden hat in einer aktuellen Studie einen völlig biobasierten Werkstoff entwickelt, der primär auf herkömmlicher Backhefe basiert. Das neue Material wird mittels 3D-Druck verarbeitet und ist speziell für den Einsatz in der Architektur sowie im Interieurdesign konzipiert. Es soll zukünftig als umweltfreundlicher Ersatz für nicht-erneuerbare oder fossile Materialien wie Gips, Kunststoffe oder synthetische Textilien dienen, die bislang standardmäßig für Raumteiler, Wandsysteme oder Lichtschutzscreens verwendet werden.

Die Herstellung des viskosen Hydrogels kombiniert Design, Materialinnovation und digitale Fertigungstechnologie bei Raumtemperatur. Die Rezeptur besteht neben der Hefe aus Zellulosefasern aus Holz, Alginat aus Algen, pflanzlichem Glycerin und Wasser. Im Produktionsprozess wird die Trockenhefe zunächst durch Erhitzen deaktiviert, um das Material strukturell zu stabilisieren, und anschließend mit den restlichen Komponenten zu einer glatten Masse vermengt. Die Formgebung erfolgt abfallfrei über druckbasierte 3D-Drucker, wodurch komplexe geometrische Strukturen ohne den Einsatz energieintensiver Heizprozesse oder zusätzlicher Stützkonstruktionen realisiert werden können. Innerhalb der Mischung erfüllt jede Komponente eine spezifische Funktion: Während das Alginat und die Zellulose für die Formstabilität und Zugfestigkeit sorgen und das Glycerin als Weichmacher Flexibilität garantiert, fungiert die Hefe als Bindemittel, das dem Werkstoff seine notwendige Viskosität, sein Volumen und seine Festigkeit verleiht.

Das finale Material zeichnet sich durch seine biologische Abbaubarkeit aus und unterstützt damit die Prinzipien einer zirkulären Kreislaufwirtschaft in der gebauten Umwelt. Durch minimale Anpassungen der Rezeptur lassen sich Oberflächentextur, Transparenz und die natürliche Farbgebung, die sich in Gelb- und Brauntönen bewegt, gezielt steuern und durch den Einsatz natürlicher Pigmente oder farbintensiver Hefestämme variieren. Die schwedischen Forscher sehen zudem großes Potenzial in der Nutzung industrieller Reststoffe, etwa aus der Brauereiindustrie oder der Landwirtschaft, die nicht mehr als Lebens- oder Futtermittel verwertbar sind. Bevor das Hefematerial jedoch großflächig in Gebäuden eingesetzt werden kann, fokussieren sich zukünftige Untersuchungen auf die Überprüfung der mechanischen Festigkeit, des Brandschutzes und des Feuchtigkeitsverhaltens sowie auf die Entwicklung funktionaler, selbstheilender oder luftreinigender Strukturen.