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Bioökonomie

FoodForTheFuture

Für eine Zukunft gleichmäßiger verteilter Nährstoffversorgung forscht ein Verbund der Leibniz-Gemeinschaft in Kooperation mit Partnern aus dem Privatsektor über alternative Nahrungsquellen. Das ZMT erforscht in diesem Verbund das Potential von Quallen zur Proteingewinnung für die Ernährung und die Möglichkeit, sie in Aquakultur zu züchten. Ihr Proteingehalt beträgt bis zu 50 Prozent vom Trockengewicht, mit einem hohen Anteil an wichtigen

Aminosäuren. Anders als die meisten Aquakultur-Zuchttiere benötigen sie keine fischbasierte Zufütterung und bieten somit eine viel effizientere Möglichkeit zur Proteingewinnung. In Asien wird ihr Verzehr als gesundheitsfördernd angesehen, ihre globale Nachfrage nimmt stetig zu (zusammen mit dem ZMT).

Integrierte Multitrophe Aquakultur

Weltweit werden pro Jahr etwa 70 Millionen Tonnen Erzeugnisse aus Aquakultur vermarktet. In vielen Aquakulturanlagen reichern sich jedoch überschüssige Nährstoffe, Kot und Bakterien an. Aus Netzgehegen an den Küsten gelangen sie ins freie Meerwasser, führen dort zu Algenblüten und schädigen angrenzende Ökosysteme, wie Korallenriffe oder Seegraswiesen. Das ZMT forscht zum Thema integrierte nachhaltige Aquakultur: sie kombiniert verschiedene Organismen miteinander und verbessert so die Ökobilanz. Überschüssige Nährstoffe und Detritus von Fischen oder Garnelen werden von anderen Zuchtorganismen wie Seegurken, Algen und Muscheln ver-wertet, die gemeinsam mit den Fischen gehalten und ebenfalls vermarktet werden. So werden in Asien Seegurken als Delikatesse und Medizin gehandelt. Algen werden von der Nahrungsmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie intensiv genutzt (zusammen mit dem ZMT).

Innovation in der Aquakultur

In der Abteilung Sozialwissenschaften des ZMT wird auch erforscht, wie der Ansatz der Integrierten Multitrophen Aquakultur in tropische Länder mit einem hohen Anteil an armer Küstenbevölkerung eingebracht werden kann, deren Lebensgrundlage durch Umweltveränderungen wie zum Beispiel Versalzung beeinträchtigt wird (zusammen mit dem ZMT).

Einfluss von Mikroplastik auf Meerbrassen

Küstenökosysteme wie Flussmündungen und Lagunen sind von einem grundlegenden biologischen, sozialen und wirtschaftlichen Wert. Durch Einträge aus Flüssen sind sie stark der Belastung mit Mikroplastik-Partikeln ausgesetzt. Davon sind zum Beispiel küstennahe Lebensräume wie Seegraswiesen betroffen, die eine große Rolle als Nahrungsgrund für eine Vielzahl von Fischarten spielen, viele davon von kommerzieller Bedeutung für Fischerei und Aquakultur. Dieses Projekt untersucht die Belastung und Auswirkungen von Plastikpartikeln insbesondere auf die frühen, empfindlichen Lebensstadien von Meerbrassen im Atlantik, die den Engpass in der Populationsentwicklung der Art darstellen (zusammen mit dem ZMT).


Heterogene Katalysatoren auf Edelmetallbasis

Prof. Dr. Kortz und seine Mitarbeiter Dr. Saurav Bhattacharya und Dr. Wassim W. Ayass entwickelten eine Strategie, bei der sie extern modifizierte diskrete Polyoxopalladate (POPs) als Bausteine für den Aufbau eines starren und katalytisch aktiven Gerüstmaterials, einem sogenannten Metal-Organic Framework (MOF) verwenden konnten. MOFs sind eine wichtige Materialklasse, die sich durch geordnete periodische Netzwerke von molekularen Komponenten auszeichnet, die durch organische Gruppen dreidimensional miteinander verbunden sind, was zu einer stabilen Gerüststruktur mit zugänglichen Hohlräumen oder Poren führt. Dies lässt sich mit dem Skelett eines Fachwerkhauses vergleichen, wo die Eckpfosten durch Querbalken in Position gehalten werden und die Wohnräume im Inneren den Poren des MOF entsprechen. Eine neue Klasse von Materialien, die stabil und recyclingfähig sind (zusammen mit der JUB).

Neue Antibiotika aus Rhododendron

Nicht nur für Spaziergänger ist der Rhododendronpark eine Attraktion. Auch Wissenschaftler*innen der Jacobs University in Bremen zieht die weltweit zweitgrößte

Ansammlung genetischer Vielfalt von Rhododendren an. Ein Team um den Mikrobiologen Prof. Dr. Matthias Ullrich erforscht, ob in den Pflanzen Wirkstoffe für neue Arzneimittel, etwa für Antibiotika oder für die Krebsbehandlung, enthalten sind. Im Zentrum der Forschung steht die Suche nach einem neuen pflanzlichen Antibiotikum. Der Bedarf für derartige Medikamente ist enorm. Immer mehr Keime entwickeln Resistenzen gegen die alten Mittel, insbesondere in Krankenhäusern (zusammen mit der JUB).

FIBRAGEN: Verbesserte Bio-Werkstoffe aus Flachs durch angewandte Genomik

In den letzten Jahren zeigte sich, dass der Einsatz von Flachsfasern als Verstärkung von Verbundwerkstoffen zu sehr guten mechanischen Eigenschaften führt. Vor allem bei der Betrachtung der dichtebezogenen (spezifischen) Werkstoffeigenschaften sind die Biowerkstoffe mit glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen vergleichbar. Die Verwendung von Flachsfasern stellt als nachwachsender Rohstoff nicht nur unter Nachhaltigkeitsaspekten eine Innovation dar; auch hinsichtlich der Aspekte der Arbeitssicherheit bei der Herstellung und der Maschinenabnutzung weisen sie Vorteile auf (zusammen mit dem B-I-C der HSB).

Hanfbasierte Bioraffinerie als Basis für unterschiedlichste Produkte

Im Kern geht es um die Entwicklung einer integrierten hanfbasierten Bioraffinerie zur Gewinnung von Fasern, Ölen, Bau- und Dämmstoffen, biobasierten Verbundwerkstoffen, Feinchemikalien sowie von Treibstoffen. Wesentliches Ziel des KBBE (Knowledge Based Bio-Economy) Programms ist es, biobasierte Produkte am Markt zu etablieren (zusammen mit dem B-I-C der HSB).

AIRCOAT: Was die Schifffahrt vom Schwimmfarn lernen kann

Grundlage und biologisches Vorbild für die Entwicklung stellen die Mikro- und Nanostrukturen an der Außenhülle des Schwimmfarns Salvinia dar. Sie erzeugen rund um die Pflanzenteile mit Wasserkontakt ein beständiges Luftpolster, das sowohl als Schwimmkörper als auch als Schutzschicht dient. Diese filigranen Naturstrukturen gilt es in technisch produzierbare, marktrelevante Beschichtungen zu überführen. Das Projekt AIRCOAT verfolgt mehrere ehrgeizige Ziele parallel, um deutliche Verbesserungen in der Ökobilanz von Großschiffen zu erreichen. Neben der Reduzierung von Treibstoffverbrauch und Emissionen wird daran geforscht, die Schiffe leiser zu machen, indem die Außenhülle entstehende Geräusche schluckt. Im Bereich des für die Schifffahrt immens wichtigen Bewuchsschutzes ist geplant, der AIRCOAT-Hülle eine giftfreie Antifouling-Wirkung einzubauen (zusammen mit dem B-I-C der HSB).

Membrandestillation zur Stickstoff-Reduktion und -Rückgewinnung aus Indoor-Fischfarmen/Kreislaufanlagen

Das Verbundprojekt befasst sich thematisch mit der Wasseraufbereitung und Wertstoffrückgewinnung im Bereich Aquakultur. Klassischer Weise wird bei Indoor-Fischfarmen mit biologischen Verfahren zur Wasseraufbereitung (Nitrifikation und Denitrifikation) gearbeitet. Bei dieser Form der biologischen Aufbereitung geht bislang jedoch der aus dem Wasser abgeschiedene Stickstoff ungenutzt in die Atmosphäre verloren. Das Hauptziel des Projekts soll daher neben der Reduktion und Elimination im Haltungsprozess die Rückgewinnung und Wiedernutzbarmachung dieses Wertstoffs sein. Erreicht werden soll dies durch die Entwicklung einer innovativen Membrandestillationsanlage zur Stickstoff-Rückgewinnung aus Indoor-Fischfarmen (zusammen mit dem Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik der Universität Bremen).

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