Bangladesch, der zweitgrößte Juteproduzent der Welt, könnte seine Berge an übrig gebliebenen Jutestängeln bald in eine Hightech-Goldmine verwandeln. Forscher haben einen Weg gefunden, Juteabfälle in Graphen und leitfähige Tinte umzuwandeln – Materialien, die das Land derzeit jedes Jahr für Millionen Dollar importiert.
Vom Feldabfall zum Wundermaterial
Jute ist eine Naturfaser, die in den Flussdeltas Bangladeschs angebaut wird. Nachdem die langen, glänzenden Fasern für die Herstellung von Seilen, Säcken und Textilien abgestreift wurden, bleibt der holzige Kern der Pflanze, der sogenannte Jutestock, zurück. Bauern verbrennen ihn normalerweise oder lassen ihn verrotten. Ein Team der Bangladesh University of Engineering and Technology (BUET) in Dhaka sah in diesem Abfall etwas anderes: eine billige Kohlenstoffquelle.
Sie entwickelten ein Verfahren, um Jutestock in einer sauerstoffarmen Umgebung zu erhitzen – eine Methode namens Pyrolyse. Dabei wird das Pflanzenmaterial in eine kohlenstoffreiche Kohle umgewandelt. Eine weitere chemische Behandlung ergibt Graphen, ein nur ein Atom dickes Material, das stärker als Stahl ist und Strom besser leitet als Kupfer. Derselbe Prozess kann eine leitfähige Tinte herstellen, die in gedruckter Elektronik, Sensoren und Solarzellen verwendet wird.
Warum das für Bangladeschs Wirtschaft wichtig ist
Bangladesch importiert fast sein gesamtes Graphen und seine Spezialtinten und gibt Devisen für Materialien aus, die in der Elektronik und fortschrittlichen Fertigung verwendet werden. Der Jutesektor des Landes kämpft derweil seit Jahrzehnten, da synthetische Fasern natürliche ersetzt haben. Die Bauern mussten zusehen, wie der Wert ihrer Ernte fiel.
Lokale Forscher schätzen, dass die Verwendung von Juteabfällen Graphen zu einem Bruchteil des aktuellen Importpreises produzieren könnte. Das Team hat bereits kleine Mengen Tinte und Graphen im Labor hergestellt. Jetzt arbeiten sie daran, den Prozess auf industrielles Niveau zu skalieren. Wenn das gelingt, könnte Bangladesch vom Käufer zum Produzenten dieser hochwertigen Materialien werden.
Eine Lösung für Bauern und Fabriken
Für die Millionen von bangladeschischen Bauern, die Jute anbauen, bietet die Entdeckung eine neue Einkommensquelle. Anstatt Jutestöcke wegzuwerfen, könnten sie sie an Verarbeitungsbetriebe verkaufen. Die Forscher sagen, die Methode sei einfach genug, um in ländlichen Gebieten übernommen zu werden, und schaffe Arbeitsplätze außerhalb der großen Städte.
Die Regierung hat Notiz genommen. Beamte haben über die Finanzierung einer Pilotanlage diskutiert, die Juteabfälle in kommerziellem Maßstab in Graphen umwandeln würde. Die Textil- und Elektronikindustrie des Landes beobachtet die Entwicklung genau. Wenn der Prozess im großen Maßstab funktioniert, könnte Bangladesch seine Importrechnung senken und gleichzeitig seiner traditionellen Juteindustrie ein modernes, profitables zweites Leben geben.
Eine stille Revolution in der Materialwissenschaft
Das BUET-Team veröffentlichte seine Ergebnisse in einer Fachzeitschrift mit Peer-Review und zeigte, dass das aus Juteabfällen hergestellte Graphen der Qualität von Material aus Graphit entspricht. Sie demonstrierten auch, dass die leitfähige Tinte in einfachen gedruckten Schaltungen funktioniert. Der nächste Schritt ist der Nachweis, dass der Prozess außerhalb des Labors profitabel sein kann.
Bangladesch produziert jährlich etwa 1,5 Millionen Tonnen Jutestöcke. Der Großteil davon wird verschwendet. Die Umwandlung dieser landwirtschaftlichen Rückstände in Graphen würde nicht nur Importkosten sparen, sondern auch die Umweltverschmutzung durch das Verbrennen von Juteabfällen auf den Feldern reduzieren. Die Forschung steckt noch in den Anfängen, deutet aber auf eine Zukunft hin, in der eine der ältesten Nutzpflanzen Bangladeschs dazu beiträgt, seine neuesten Technologien anzutreiben.
