In etablierten Produktformulierungen können Einzelkomponenten wie Tenside durch ihre Wechselwirkung mit anderen Komponenten nicht so leicht ausgetauscht werden. (Bild: Thilo Schmülgen/TH Köln)
„Die überwiegende Mehrheit der heute verwendeten Tenside wird petrochemisch hergestellt, stammt also aus Erdöl. In unseren Vorhaben arbeiten wir daran, Pflanzenöle als Ausgangsmaterial zu nutzen“, sagt Prof. Dr. Ulrich Schörken, der die beiden Projekte leitet.
Im Projekt Bio Tense sollen neue Tensidformulierungen für Kosmetik und Pharmazeutik entstehen. In Shampoos und Kosmetika sorgen Tenside beispielsweise dafür, dass sich Verunreinigungen lösen und keine statischen Ladungen aufgebaut werden. „Biobasierte Tenside haben das Potential, die Nachhaltigkeit von Kosmetik- und Pharmaprodukten deutlich zu verbessern, sind jedoch bislang nur in Nischenanwendungen zu finden“, sagt Prof. Dr. Ulrich Schörken. Dies liege daran, dass sie verglichen mit erdölbasierten Produkten unterschiedliche Eigenschaftsprofile aufweisen – in etablierten Produktformulierungen können Einzelkomponenten daher nur schwer ausgetauscht werden.
„Es besteht also sowohl Bedarf an neuen, maßgeschneiderten biobasierten Tensiden als auch an einem tiefgehenden Verständnis der Wechselwirkungen in Formulierungen zur Entwicklung verbesserter nachhaltiger Produkte“, ergänzt Prof. Dr. Birgit Glüsen.
In der Synthese biobasierter Tenside entstehen häufig Substanzgemische. Aus ökonomischer Sicht soll darauf verzichtet werden, diese Gemische aufwändig aufzureinigen. „Eine detaillierte Analytik von Zusammensetzung und Eigenschaften dieser komplexen Produkte ist daher essenziell für die Erstellung belastbarer Struktur-Eigenschaftsbeziehungen“, führt Prof. Dr. Viktoriia Wagner aus. Diese Erkenntnisse sollen einen schnelleren und gezielteren Ersatz von erdölbasierten durch biobasierte Verbindungen ermöglichen und somit einen einfacheren Weg für Produktentwicklungen und -anpassungen bereiten.
Linker-verbrückte Tenside
Das zweite Forschungsprojekt, Combi One, soll Komponenten von Tensiden über neuartige Linker verbinden. „Auch hier arbeiten wir vollständig mit nachwachsenden Rohstoffen: Jedes Tensid besteht aus einem wasserabweisenden Teil und einem wasserliebenden Teil, für den wir natürliche Aminosäuren oder Zucker verwenden. Gekoppelt wird dies über Linker, zum Beispiel auf Basis von Zitronensäure, die beide Teile miteinander verbinden können“, erklärt Schörken.
Für den wasserabweisenden Teil plant das Forschungsteam, neben Fettsäuren aus Pflanzenölen auch Terpene zu nutzen, die bisher für diesen Zweck nur selten verwendet wurden. Terpene sind ätherische Öle, die zum Beispiel aus Lavendel, Kiefer oder Wacholder gewonnen werden. So soll eine neue Tensid-Klasse entstehen. „Für jede der drei Komponenten unseres Tensids stehen uns eine Auswahl potenzieller Substanzen zur Verfügung und damit eine große Anzahl möglicher Kombinationen. Wir möchten verschiedene dieser Kombinationen herstellen und charakterisieren, so dass am Projektende ein Substanzkatalog neuer Tenside mit vielversprechenden Eigenschaften steht“, sagt Schörken.
Untersucht wird unter anderem, wie gut die neuen Substanzen reinigen, schäumen oder emulgieren, wie sie die Oberflächenspannung von Wasser reduzieren und ob sie eine antibakterielle Wirkung haben.
