Een stroperige biopasta die gemakkelijk te verwerken is, stolt snel en is geschikt voor het produceren van zelfs complexe structuren met behulp van het 3D-printproces is ontwikkeld door een onderzoeksteam onder leiding van Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie van de leerstoel Forest Biomaterials aan de Universiteit van Freiburg. De op hout gebaseerde biologisch afbreekbare kunststof kan mogelijk worden gebruikt in lichtgewicht constructies, onder andere. De wetenschappers hebben hun eerste resultaten gepubliceerd in de tijdschriften Toegepaste biologische materialen en Biomacromoleculen .

Lignine versterkt de celwanden van planten en zorgt ervoor dat ze houtachtig worden (lignify) - een mechanisme dat planten helpt zichzelf te beschermen tegen wind of ongedierte. Het is een afvalproduct van de papierproductie en grotendeels verbrand om bio-energie te produceren. “Daarom onderzoeken we alternatieve mogelijkheden om deze grondstof in de toekomst beter te benutten, ", zegt Laborie. Als gevolg hiervan begon het team een ​​combinatie van materialen opnieuw te onderzoeken die al in de jaren tachtig door een Amerikaans onderzoeksteam was onderzocht. In dit systeem, vloeibare kristallen op basis van cellulose, het hoofdbestanddeel van plantencelwanden, zorgen niet alleen voor de sterkte maar ook voor de goede vloei-eigenschappen van de biopasta. Het andere onderdeel, lignine, kan de microstructuur aan elkaar plakken tijdens het creëren van de biosynthetische, zoals Robert Gleuwitz ontdekte in zijn proefschrift. De oriëntatie ervan bepaalt vervolgens de kenmerken van de biosynthetische:het kan stijver of flexibeler reageren, afhankelijk van de richting waaruit de kracht komt.

Verder onderzoek zal echter nodig zijn totdat industriële toepassing mogelijk is, bijvoorbeeld als composiet in lichtgewicht constructie. Tot nu toe heeft het team uitzonderlijk zuivere lignine gebruikt die wordt geproduceerd in een pilot-bioraffinaderij bij het Fraunhofer Centrum voor Chemisch-Biotechnologische Processen (CBP) in Leuna - of het afvalproduct uit de papierindustrie ook direct kan worden verwerkt, moet nog worden onderzocht. Zoals Lisa Ebers laat zien in haar proefschrift, de eigenschappen van de biokunststof kunnen ook op veel manieren worden gevarieerd, bijvoorbeeld door de componenten chemisch te bewerken of te variëren:bij proeven tot nu toe is lignine uit beukenbomen gebruikt - als het uit andere planten wordt verkregen, zal het iets andere materiaaleigenschappen hebben, zoals andere vloeibare kristallen, ook al zijn ze allemaal op cellulose gebaseerd. De optimale hoeveelheidsverhoudingen verschillen ook afhankelijk van de geplande toepassing. In aanvulling, de onderzoekers gaan binnenkort een heel andere toepassing testen:met behulp van het biobased materiaal kan de kwaliteit van de bodem worden geanalyseerd. Dit gebeurt door onderzoek te doen naar de afbreekbaarheid van lignine en cellulose in verschillende grondsoorten.