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Biotechnologie

Bunt wie Fasching oder Disco: Bakterien können Stoffe färben

Die Natur bietet eine breite Farbpalette bei Bakterien und Pilzen. Wiener Forscherinnen züchten vielversprechende Kandidaten, um Textilien farbenfroh zu gestalten. Das soll die Industrie unabhängig von erdölbasierter Chemie und von Lieferketten aus Asien machen.

Wenn der Blauschimmelkäse rote Flecken bekommt, finden das die einen unappetitlich, die anderen spannend. Denn hier zeigt die Natur ihre Farbpalette. Welche Mikroorganismen produzieren Farbstoffe? Nicht nur Schimmelpilze, sondern auch viele Bakterien können bunt sein. „Die Industrie der synthetischen Farbstoffe ist sehr alt, etwa 150 Jahre“, erklärt Karin Fleck, die das Vienna Textile Lab, VTL, gegründet hat – mit Unterstützung der AWS (Austria Wirtschaftsservice). Flecks Ziel ist, mit Bakterien dafür zu sorgen, dass die Färbechemie weg von erdölbasierten Rohstoffen kommt. „Das ist heute relevanter denn je“, betont die technische Chemikerin, die nach dem Abschluss an der TU Wien lange in der chemischen Industrie und der Energiebranche gearbeitet hat.

Synthetische, also erdölbasierte Farbstoffe haben nicht nur einen schlechten ökologischen Fußabdruck, sondern ihre Herstellung belastet auch die Arbeiterinnen und Arbeiter der Textilindustrie und teils auch die Endkonsumenten, wie besonders Menschen mit Kontaktdermatitis wissen. „Die EU macht hier sehr viel und verbietet problematische Farbstoffe“, so Fleck, die nun Alternativen sucht, um die Produktion umweltfreundlicher und unabhängiger von der Erdölindustrie zu machen.
Die Idee, dazu die Farbpalette von Mikroorganismen zu verwenden, stammt unter anderem aus den Niederlanden, wo engagierte Designerinnen neue und alte Kenntnisse aus der Textilindustrie an die Öffentlichkeit vermitteln. Das Textile Lab Amsterdam half nun den Österreicherinnen, das Start-up zu gründen. In Wien konnte das Team um Fleck außerdem einen bunten Schatz bergen: Erich Schopf von der Vet-Med-Uni Wien sammelt seit über 15 Jahren Mikroorganismen für Kunstwerke. Rot, orange, blau, gelb, violett, braun – die Nuancen der winzigsten Lebewesen der Natur sind breit gefächert. Schopf, ausgebildeter Fleischhygieniker, weiß genau, wo in der Natur man diese prächtigen Bakterien findet und wie man sie in der Zucht behandeln muss, damit sie möglichst viele Farbstoffe produzieren.

Unter Stress werden sie farbenprächtig

„Wir stressen die Mikroorganismen ein bisschen, damit sie mehr von diesen Molekülen abgeben“, sagt Fleck. „Durch unsere Verfahren können wir in Zukunft hoffentlich auf weite Lieferketten aus Asien verzichten, wenn die Grundchemikalien aus Bakterien vor Ort stammen statt aus globalen Netzwerken.“ Ihr Team kämpft derzeit noch gegen bestehende Vorurteile, dass Naturfarbstoffe (bisher aus Pflanzen oder Tieren) weniger gut einsetzbar wären.

„Wir nutzen das vorhandene Wissen, das über 150 Jahre auch die synthetischen Farbstoffe immer besser gemacht hat“, so Fleck, die an vielen Fronten forscht. Neben dem Verständnis der Mikrobiologie (Welche Organismen muss man wie halten?) und der chemischen Analyse (Welche Moleküle stecken hinter den Farben?) heißt es auch, die Farbstoffe so einfach wie möglich zu „ernten“ und zu reinigen.

Dann geht es darum, die „textile Verwertung“ zu optimieren, etwa das Farbergebnis an der Faser „Wir suchen weiterhin Investoren, denn das sind kostspielige Aufgaben“, sagt Fleck. Bisher arbeitete sie mit dem Living Colour Unternehmen in den Niederlanden und 2021 auch mit der Ars Electronica sowie der Uni Linz zusammen.

Sogar die Europäische Weltraumorganisation ESA ist ein Partner von VTL: „Die Forschungen auf der Raumstation ISS helfen uns zu verstehen, wie sich Mirkoorganismen abseits von dem Gleichgewicht auf der Erde verhalten: Ergeben sich antimikrobielle Eigenschaften oder andere Zusatzfunktionen?“ Derzeit testen Astronautinnen und Astronauten wiederverwendbare Unterwäsche aus dem Vienna Textile Lab: Diese soll sich durch Mikroorganismen selbst reinigen. Denn im Weltall gibt es keine Waschmaschine, und die Wäsche wird bisher als Müll in die endlosen Weiten entsorgt.