Seide

Seide – ein Stoff, der Geschichte schrieb

von Markus Haastert, Anne Kathrin Kuhlemann

 
Hintergrund: Seide als Naturpolymer

Die Geschichte der Seide ist faszinierend. Vor über 5000 Jahren wurde in China die Seidenproduktion erfunden, ursprünglich als Nebenprodukt von Wiederaufforstungsmaßnahmen mit Maulbeerbäumen – die Herstellungsmethode wurde über 3000 Jahre lang wie ein Staatsgeheimnis gehütet. Importierte Seide kostete auf europäischen Märkten mehr als Gold. Es war ein Material für Kaiser und Könige. Es wurde über die Seidenstraße in die westliche Welt exportiert, war lange Zeit das wichtigste Exportgut Chinas und trug zu dessen Aufstieg bei. Die Seidenproduktion schuf Arbeitsplätze auf dem Land, und der Handel trug zu den Anfängen der Globalisierung bei. Erst ab dem 12. Jahrhundert gelang es auch den Persern und Europäern, Seide herzustellen.
Seide ist ein komplett natürliches Produkt aus Proteinen und wird von den Raupen des Seidenspinners, aber auch von Spinnen, Muscheln und anderen Tieren hergestellt. Die Seidenraupe spinnt einen Kokon, in den sie sich für die Metamorphose zurückzieht. Für das Spinnen des Seidenkokons benötigt die Raupe zwei bis drei Tage. Vorher ernährt sie sich ausschließlich von den Blättern des Maulbeerbaumes. Die fertigen Kokons müssen zuerst in heißes Wasser getan werden, welches den Kleber löst, den die Raupen verwenden, um die Fäden zusammenzuhalten. Oft wird hierzu auch Wasserdampf verwendet. Dies tötet die Raupe im inneren des Kokons. Danach wird dieser zu einem langen Faden aufgerollt, der bis zu 3000 Meter lang sein kann. Bis zu acht Kokons werden auf einmal aufgerollt, um die Stabilität des gewonnenen Fadens zu erhöhen. 3.000 Kokons ergeben dabei circa 250g Seidenfaden.

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Wildseide wird aus Kokons gewonnen, aus denen die Raupe schon geschlüpft ist. Allerdings birgt dies das Problem, dass man beim Aufwickeln viele kurze Fadenstückchen erhält. Daher müssen die Fäden beim Weben verdickt werden, was eine unregelmäßige Oberfläche des Stoffes erzeugt.
Nachdem Chinas Reichtum und Wachstum Jahrtausende lang durch das Geheimnis der Seidenproduktion beflügelt worden war, gilt das Produkt heute immer noch als Luxusgut für die westliche Welt.1

Trotz ihrer wunderbaren Eigenschaften (isolierend, antibakteriell, knittert kaum, brillanter Glanz) macht Seide als natürliche Textilie jedoch nur 0,2% der weltweiten Textilmarktes au.2 Sie überlebt nur noch als Luxusartikel und teilweise in teurer Sportkleidung wegen der Konkurrenz von viel günstigeren und strapazierfähigen Alternativen wie Polyester. Es ist also illusorisch zu glauben, dass Seide das Potenzial hat, heute gängige Textilien zu ersetzen. Allerdings gibt es andere Anwendungsbereiche, in denen Seide tatsächlich großes Potential birgt.

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Im Jahr 2009 betrug die globale Plastikproduktion trotz Wirtschaftskrise rund 230 Millionen Tonnen.3 Die Kunststoffproduktion ist ein riesiger Geschäftszweig, und damit auch einer der größten Umweltverschmutzer. Dazu kommen zahlreiche Gesundheitsrisiken beim Umgang mit künstlichen Polymeren: Sie sind kaum kratzfest und temperaturbeständig, sodass sich unter bestimmten Bedingungen zahlreiche Additive lösen und in die Umwelt oder den menschlichen Körper gelangen. Die herkömmlich Produktion von Plastik verbraucht horrende Mengen an nicht nachwachsenden Rohstoffen viel Erdöl und Erdgas. Aus diesen Gründen wird seit einiger Zeit immer öfter auf Bioplastik gesetzt.4 Doch auch diese sind nicht unbedingt unproblematisch.

Kunststoffe aus Maisstärke stehen in Konkurrenz zum Lebensmittelanbau. Baumwolle hat einen extrem hohen Wasserverbrauch und kann ihr Anbau kann verheerende Umweltschäden hervorrufen (sehr gut zu sehen am Fall des Aralsees). Daher müssen Alternativen gefunden werden.

Innovation: Auf dem Weg zu neuen Märkten

Proteine sind Polyamide – und Seidenpolyamid hat das Potenzial, einige der oben genannten Probleme zu lösen. Seide ist fast um den Faktor 1.000 energieeffizienter in der Herstellung als Kunststoffe.5 Seidenraupen können nicht ohne Maulbeerbäume leben. Das bedeutet, dass für die Seidenproduktion Aufforstungsmaßnahmen vorgenommen werden. Da die Maulbeerbäume als CO2-Senke fungieren, hat die Seidenproduktion sogar Vorteile für das Klima. Weiterhin produzieren die Bäume natürlich sowohl Früchte als auch Biomasse, was ein weiterer, sehr wertvoller Rohstoff ist. In einer idealen Produktionsweise, würde die anfallende Biomasse zur Energie- und Wärmegewinnung verwendet werden. Diese Symbiose von Maulbeerbäumen und Seidenraupen für eine nachhaltige, natürliche Textilproduktion zu nutzen entspricht den Prinzipien der Blue Economy.

Weiterhin ist die Seidenproduktion sehr arbeitsintensiv, was einerseits den Preis erhöht, andererseits das Potential birgt, viele Arbeitsplätze zu schaffen, was gerade dort, wo sie traditionell hergestellt wird, auch notwendig ist (China alleine stellt heute über 80% der weltweit produzierten Rohseide her, Indien folgt mit weiteren 13%t6). Auch Brasilien spielt mittlerweile eine bedeutende Rolle in der Seidenproduktion.

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Vor allem in der regenerativen Medizin gibt es zahlreiche vielversprechende Ansätze Seide zu nutzen, denn: Seide hilft dem Körper, sich selbst zu heilen. Es gibt Hinweise, dass praktisch alle Kulturen Spinnennetze zur Behandlung von Wunden verwendet haben.7 Die Spinnenseide unterstützt die Blutgerinnung und besitzt oft antibakterielle Eigenschaften. Außerdem ist Seide biokompatibel, und daher ideal für medizinische Anwendungen geeignet.8 Zum Beispiel für großflächige Hauttransplantationen bei Unfall- oder Verbrennungsopfern ist Seide ideal geeignet. Als Faden für medizinische Nähte wird Seide ohnehin schon sehr lange verwendet.

Potenzial: Heilung für Blinde und Gelähmte

Mediziner forschen unter Hochdruck daran, durchtrennte Nervenfasern durch Seide zu reparieren. Dabei bildet die Seide ein Gerüst, entlang dessen die körpereigenen Fasern entlang wachsen. Bei Schafen ist dies bereits gelungen, und Ärzte hoffen, künftig bis zu 6cm Nervenzellen damit wiederherstellen zu können. Selbst blinde Menschen, deren Sehnerv durchtrennt wurde, könnten damit eines Tage geheilt werden.9 Auch Implantate sollen künftig aus Seide stammen oder auch komplizierte Brüche fixieren – während der Knochen verheilt, löst sich die Seidenschraube im Körper von selbst auf.10

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Die besonderen Eigenschaften von Seide haben auch das Interesse anderer Industrien geweckt, die sich den Wunderstoff zu Nutze machen möchten. So gibt es immer wieder Versuche, schusssichere Westen aus Seide herzustellen. Jedoch ist das Material der Seidenraupe nicht ideal für solche Zwecke geeignet. Vielversprechender ist hier Spinnenseide, also das Material, aus dem Spinnennetze bestehen. Dieses ist nämlich nochmal um einiges stabiler und elastischer als die Raupenseide.

Note:

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Quellen:

1 http://www.theguardian.com/artanddesign/2012/jan/24/spider-silk-cape-show

2 http://www.bookpump.com/bwp/pdf-b/1124937b.pdf

3 http://www.plasticseurope.org/documents/document/20101006091310-final_plasticsthefacts_28092010_lr.pdf

4 http://www.umweltlexikon-online.de/RUBwerkstoffmaterialsubstanz/Kunststoffe.php

5 http://www.theguardian.com/science/2013/jan/12/fritz-vollrath-spiders-tim-adams

6 http://www.bookpump.com/bwp/pdf-b/1124937b.pdf

7 http://www.theguardian.com/science/2013/jan/12/fritz-vollrath-spiders-tim-adams

8 http://www.deutschlandfunk.de/medizin-mit-spinnenseide-nervenzellen-heilen.676.de.html?dram:article_id=304215

9 http://www.augsburger-allgemeine.de/wissenschaft/Spinnenseide-Neue-Hoffnung-fuer-Blinde-id18145806.html

10 http://www.wissenschaft.de/technik-kommunikation/materialforschung/-/journal_content/56/12054/3077301/Seide-als-Knochenflicker/

Fotos:
https://www.flickr.com/photos/29412527@N04/3688539852
https://www.flickr.com/photos/guojerry/7267516216
https://www.flickr.com/photos/quinnanya/3429974300
https://www.flickr.com/photos/mauroguanandi/3463739630

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