Eigenschaftsangepasste Ligninextraktion mittels eines biodiversitätsbasierten GVL-Aldehyd-unterstützten Organosolv-Verfahrens zur Nutzung von Lignin in spezifischen Anwendungen
Moritz Schweiger, Eva Mueller, Thomas Lang, Didier Touraud, Werner Kunz
Das Poster „Eigenschaftsangepasste Ligninextraktion mittels eines biodiversitätsbasierten GVL-Aldehyd-unterstützten Organosolv-Verfahrens zur Nutzung von Lignin in spezifischen Anwendungen“ beleuchtet einen entscheidenden Aspekt der aktuellen Ligninforschung. Die strukturelle Komplexität und Variabilität von Lignin erschweren dessen effiziente Abtrennung aus Biomasse und stellen eine Herausforderung für eine effektive Wertschöpfung dar. Unter Verwendung von γ-Valerolacton (GVL), einem nachhaltigen Lösungsmittel, wurde ein mildes Verfahren entwickelt, das verschiedene Biomassearten effizient in hochreines und ertragreich gewonnenes Lignin, Cellulose und Hemicellulose auftrennt.
Durch die Anpassung der Biomassequelle und der Prozessparameter können die Eigenschaften des gewonnenen Lignins gezielt gesteuert werden, insbesondere dessen Molekulargewicht, Hydroxylgruppengehalt, Ethergehalt und Untereinheitenzusammensetzung. Dies ermöglicht die gezielte Herstellung von Ligninprodukten mit optimierten Eigenschaften für spezifische kommerzielle Anwendungen. Das Poster stellt einen vielseitigen und biodiversitätsorientierten Ansatz zur Ligninvalorisierung vor, der eine Verbindung zwischen effizienter, umweltfreundlicher Biomassefraktionierung, eigenschaftsspezifischer Ligninherstellung und dem anschließenden Potenzial zur Produktion hochwertiger Chemikalien schafft.
Für seinen Beitrag zur Faraday Discussion „Frontiers in physical chemistry for lignin valorisation“ in London erhielt Moritz Schweiger den Posterpreis für Green Chemistry/Nachhaltigkeit.
Konzept und Anwendungen metallbasierter COMPLET-Ionischer Flüssigkeiten
Selina Reigl, Julia Loposko, Patrick Denk, Sebastian Koltzenburg, Matthias Kellermeier and Werner Kunz
Das Poster beschreibt die Synthese und die Eigenschaften neuartiger COMPLET-ILs (COncept of Melting Point Lowering due to EThoxylation) auf Basis von Alkylethercarboxylaten. Die Kombination dieser Verbindungen mit verschiedenen Kationen ermöglicht den Zugang zu kostengünstigen, ungiftigen ionischen Flüssigkeiten mit niedrigen Schmelzpunkten und – falls gewünscht – tensidähnlichen Eigenschaften. Wichtige Eigenschaften wie Leitfähigkeit, Viskosität und Koordinationsverhalten wurden charakterisiert. Der Schwerpunkt lag auf potenziellen Anwendungen, darunter das Recycling und die Trennung von Metallsalzen, die Trennung von Aromaten und Aliphaten, katalytische Reaktionen, elektrochemische Prozesse, Energiespeicherung sowie die Synthese von Nanopartikeln.
Für ihren Beitrag zur ILMAT 2025 – der 8. internationalen Konferenz für ionische flüssigkeitsbasierte Materialien in Rom – erhielt Selina Reigl den Preis für das beste Poster.
Innovative Ansätze zur industriellen Extraktion – Einblicke von Prof. Jochen Strube
Im Rahmen unserer Seminarreihe des Lehrstuhls durften wir Prof. Strube von der Technischen Universität Clausthal begrüßen. Sein Vortrag vermittelte wertvolle ingenieurwissenschaftliche Einblicke in die aktuellen Herausforderungen und Innovationen bei industriellen Extraktionsprozessen.
Prof. Strube betonte die Bedeutung moderner und zeitgemäßer Methoden zur Gewinnung von Naturstoffen – einem Markt, der ein starkes Wachstum verzeichnet. Er stellte innovative Ansätze vor, die sowohl auf thermodynamisch als auch kinetisch kontrollierter Extraktion basieren, und verdeutlichte deren Potenzial zur Steigerung der Effizienz und zur Kostensenkung. Die Strömungsdynamik in Reaktoren sowohl im Labor- als auch im Großmaßstab wurde diskutiert, wobei ein besonderer Fokus auf der Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit lag. Diese Erkenntnisse können auch die Einhaltung regulatorischer Anforderungen unterstützen, insbesondere im Hinblick auf kommende EU-Vorgaben zur Erreichung der Treibhausgasneutralität bis 2050.
Ein zentraler Aspekt des Vortrags war die Anwendung des Konzepts des digitalen Zwillings mithilfe von maschinellem Lernen. Diese Technologie ermöglicht eine verbesserte Prozessoptimierung und Echtzeitanpassungen, die insbesondere bei der Übertragung von Laborprozessen auf industrielle Maßstäbe von großer Bedeutung sind.
Während Naturstoffe derzeit einen starken Trend darstellen, stehen industrielle Anwendungen vor unterschiedlichen regulatorischen Herausforderungen. Nahrungsergänzungsmittel unterliegen beispielsweise weniger strengen Anforderungen als Medizinprodukte. Viele derzeit eingesetzte industrielle Verfahren sind jedoch weiterhin veraltet und bieten erhebliches Verbesserungspotenzial – insbesondere im Hinblick auf Energieeinsparungen und Nachhaltigkeit.
Prof. Strube schloss seinen Vortrag mit der Hervorhebung, dass sowohl Kreativität als auch technische Kompetenz erforderlich sind, um industrielle Extraktionsverfahren weiterzuentwickeln und den aktuellen sowie zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.
Innovative Lumineszenztechnik vorgestellt von Prof. Uday Maitra
In einem faszinierenden Vortrag am 7. Mai im Rahmen unseres Arbeitsgruppenseminars stellte Professor Uday Maitra vom Indian Institute of Science (IISc), Department of Organic Chemistry in Bangalore, eine neuartige Methode zur Verstärkung der Lumineszenz von Lanthanoiden vor, die vielversprechende Anwendungen in der medizinischen Diagnostik und beim Nachweis von Wirkstoffen bietet.
Das Team von Prof. Maitra hat eine auf Selbstorganisation in Cholat-Hydrogelen basierende Technik entwickelt, mit der die Lumineszenz von Lanthanoiden mithilfe speziell entwickelter Sensibilisatoren deutlich verstärkt werden kann. Das verbesserte Signal ermöglicht den schnellen und präzisen Nachweis von Enzymen, Polyphenolen und pharmazeutischen Wirkstoffen.
Aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit eignet sich die Methode besonders für Anwendungen im Gesundheitsbereich, beispielsweise zur schnellen Identifizierung multiresistenter Bakterien oder für gezielte Wirkstoffscreenings. Forschende und Studierende würdigten gleichermaßen die wissenschaftliche Innovation und das hohe praktische Anwendungspotenzial dieses Ansatzes.
Die Veranstaltung war Teil unserer fortlaufenden Seminarreihe, die darauf abzielt, wegweisende Forschungsergebnisse aus aller Welt vorzustellen.
Vom Wissenschaftler zum Unternehmer: Dr. Thomas Buchecker berichtet über seinen Weg
21. Mai – Im Rahmen unserer Seminarreihe des Lehrstuhls gab Dr. Thomas Buchecker, Mitarbeiter von Rodenstock, ehemaliger Student der Universität Regensburg und Gründer seines eigenen Unternehmens, in einem inspirierenden Vortrag persönliche Einblicke in die Herausforderungen und Chancen einer Unternehmensgründung als Wissenschaftler.
Auf Grundlage seiner Erfahrungen sowohl in der Industrie als auch als Unternehmer gab Dr. Buchecker einen offenen Einblick in den Übergang von der akademischen Forschung in die wettbewerbsorientierte Welt der Wirtschaft. Er beleuchtete die Unterschiede zwischen einer angestellten Tätigkeit und der Führung eines eigenen Unternehmens und stellte heraus, dass eine Beschäftigung zwar Sicherheit und eine strukturierte berufliche Entwicklung bietet, die Selbstständigkeit jedoch größere kreative Freiheit und die Möglichkeit zu persönlicher Einflussnahme eröffnet – wenn auch mit entsprechenden Risiken.
Darüber hinaus erläuterte er die Unterschiede zwischen produktorientierten Geschäftsmodellen und Beratungsmodellen und betonte, dass beide Wege eine jeweils eigene Denkweise und spezifische Fähigkeiten erfordern. Die Teilnehmenden würdigten den Vortrag für seine Offenheit und seinen hohen Praxisbezug, insbesondere im Hinblick auf junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die ihre berufliche Zukunft auch außerhalb der akademischen Forschung in Betracht ziehen.
Stefan Wolfrum gibt Einblicke in den Übergang von der akademischen Forschung in die Industrie
Gestern hielt Stefan Wolfrum, ehemaliger Doktorand unseres Lehrstuhls und derzeit bei Wacker Chemie tätig, im Rahmen unserer Seminarreihe einen Vortrag. Er teilte wertvolle Erfahrungen, Einblicke und Herausforderungen, die er beim Übergang von der akademischen Forschung in die Industrie erlebt hat.
Sein Vortrag vermittelte eine vertiefte Perspektive auf die Unterschiede zwischen den beiden Bereichen hinsichtlich Forschungsumgebungen, Erwartungen und Problemlösungsansätzen. Die anschließende Diskussion war besonders relevant für Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler, die eine Karriere in der Industrie in Betracht ziehen, und bot praxisnahe Hinweise für eine erfolgreiche Gestaltung dieses Übergangs.