Recherche Laub

Bei der Recherche zu den einzelnen Themen über das Semester hinweg, hat mich die Natur jedes mal ein bisschen mehr beeindruckt. Im folgenden werde ich aber nur auf meine Erkenntnisse in Bezug auf mein Abschlussprojekt eingehen. Ich habe mich mit Laub auseinandergesetzt und hierzu ein paar spannende Fakten herausgefunden. 

Der erste Punkt ist die Menge Laub, welche ein Hektar Waldfläche jährlich abwirft. Es sind rund 3000kg, was für mich persönlich eine unfassbare Zahl ist, die man sich nur schwer vorstellen kann. Der Großteil von diesem Laub wird nicht verarbeitet, sondern ganz im Gegenteil, oft aufgesammelt und in den Müllverbrennungsanlagen verbrannt. 

Die Hauptbestandteile von Laub sind identisch zu denen von Holz. Es besteht nämlich aus Zellstoff und Lignin. So verrottet Laub auch nur sehr langsam, es dauert im Durchschnitt 2-3 Jahre. Abhängig ist dies von der Art und Lagerung der Blätter. 

Bisher gibt es bereits einige Ansätze Laub weiterzuverarbeiten und somit als Rohstoff zu betrachten. 

Einige Firmen verwenden es in Matten gepresst als Dämmmaterial. So werden keine anderen Materialien benötigt und das Laub wird sinnvoll genutzt, wenn man es auch nicht beim betrachten des Hauses sieht. 

Des weiteren gibt es einen Stuhl aus Laub. Hier wurden zusätzlich Bioharze und Ölreste eingearbeitet. Durch die Zugabe von anderen Stoffen, werden die Blätter haltbar und verrotten nicht. Das ganze wird am Ende in eine Form gepresst und härtet dann aus.

Bionik Referat

Bionik ist eine Interdisziplinäre Wissenschaft und verbindet Biologie und Technik. Hierfür gibt es viele verschiedene Beispiele aus der Tier- und Pflanzenwelt. Wir haben uns bei unserem Referat auf Pflanzliche Vorbilder konzentriert. Hier also ein paar Beispiele…

Die Pampelmuse, auch Pomelo genannt, wächst an einem immergrünen Baum und ist die größte Zitrusfrucht der Welt. Sie gehört zu den Rautengewächsen und stammt aus Südostasien. Das besondere an der Frucht ist ihre Schale aus Fruchtschaum, welcher mehrere Zentimeter dick ist. Bei den Stürzen vom Baum, aus über 15m Höhe, zieht sie sich zusammen und kann so den Aufprall überleben. Hieraus wurden Fahrradhelme entwickelt. Mit dieser Neuerung ist der Helm auch nach einem Sturz wieder verwendbar und nicht wie herkömmliche Fahrradhelme nach einem Unfall unbrauchbar. Denkbar wäre diese Anwendung auch bei Schusssicheren Westen oder Behältern für Gefahrengut.

Eines der wohl bekanntesten und ebenfalls erfolgreichsten Projekte in der Bionik ist der Klettverschluss. Abgeschaut von der Klette, welche zu der Familie der Korbblütler gehört. Man findet sie am häufigsten in Mittel- und Osteuropa. Früher wurde sie oft in der Medizin verwendet aufgrund ihrer Antioxidativen Wirkung. Erfunden wurde das Prinzip des Klettverschluss Ende der 50er Jahre. Die Pflanze nutzt die kleinen elastischen Wiederhaken, um die Samen zu verteilen. Mittlerweile gibt es die Anwendung auch auf nicht beweglichen Materialien und es wird an einem Klettverschluss ohne das typische ratsch Geräusch geforscht. 

Ein weiteres sehr bekanntes Beispiel aus der Bionik stammt von der Mohnblume. Es ist gleichzeitig auch die erste deutsche Erfindung, auf die ein Patent in diesem Bereich angemeldet wurde. Es gibt viele verschiedene Mohnsorten, zum Beispiel den Schlafmohn, welcher als Arznei beziehungsweise Droge Verwendung findet. Klatschmohn hingegen wird oft beim kochen und backen verwendet und hat keine berauschenden Wirkungen. Die Erfinder waren eigentlich auf der Suche nach einer Möglichkeit Bodenfläche gleichmäßig mit organischen Material zu bestreuen. Dabei stießen sie dann auf die Mohnpflanze, sie hat kleine Öffnungen am Rand der Kapsel worüber sie ihre Samen verteilt. Am Ende entstand hieraus der erste Salzstreuer. 

Ein letztes Beispiel, dass nahezu jeder kennt und heute in vielen Bereichen Anwendung findet ist der Lotuseffekt. Wie der Name schon vermuten lässt, stammt die Inspiration hierfür von der Lotuspflanze, um genauer zu sein von ihren Blättern. Es sind nur zwei Arten weltweit bekannt. Am meisten ist sie in Asien verbreitet, auch als Symbol im Buddhismus und Hinduismus. Die Blätter der Pflanze sind Wasserabweisend durch eine spezielle Oberflächenstruktur die zusätzlich mit einer Art Wachs beschichtet ist. So perlt das Wasser ab und nimmt Schmutz und Schädlinge direkt mit. Die Auflagefläche eines Wassertropfens beträgt auf diesen Blättern nur 0,6%, was ein Rekord der Natur ist. Angewendet wird dieser Effekt an vielen Stellen, zum Beispiel als Fassadenfarbe, die dann selbstreinigend ist und so kosten und Material spart.

Die ersten Experimente

Zunächst habe ich mich auf die Materialforschung mit Laub konzentriert, ohne einen genauen Ausgangsstoff im Kopf zu haben. 

Das Laub habe ich im Wald gesammelt und anschließend getrocknet. Dann habe ich die Stiele von den Blättern getrennt und bei Seite gelegt. Um eine bessere Masse erzeugen zu können, wurde das Laub mit Wasser im Mixer zerkleinert. 

Die daraus entstandene Pampe, habe ich jeweils mit Speisestärke und oder Zucker gemischt. Die Menge ist mal größer mal kleiner, jedoch ohne genaue Abmessungen. Um die Stärke zu binden habe ich es in einem Topf erhitzt und zur Trocknung in den Ofen getan. Die Masse wurde jeweils sehr dünn ausgestrichen und für 10- 15 Minuten gebacken. Die Zusammensetzung und Trockenzeit im Ofen habe ich darunter notiert.

Die Ergebnisse nach diesem ersten Versuch waren sehr unterschiedlich. Ein Teil war sehr trocken und porös, sodass er nicht zu gebrauchen war. Bei der Mischung mit Zucker und Speisestärke ergab sich eine Lederähnliche Konsistenz. Ebenfalls spannend waren die Versuche mit Speisestärke, da ein fester Stoff entstand. Mit diesen beiden Ansätzen beschloss ich weitere Forschungsversuche zu starten.

Als nächstes habe ich dann also weitere Versuche mit Speisestärke und Zucker in Kombination gemacht. Diesmal habe ich die Mengen immer genau notiert und verschiedene Proben mit unterschiedlichen Verhältnissen gemacht. Die Konsistenz war ähnlich, aber bei einem größeren Zuckeranteil, blieb es länger beweglich und härtete nicht so schnell aus. Um noch einen Schritt weiter zu kommen, habe ich das Material versucht zu nähen. Dies hat auch einigermaßen gut funktioniert, ist aber an dünnen Stellen schnell gerissen. 

Ein weiterer Versuch, war die Stiele der Blätter, welche ich zu beginn herausgetrennt hatte, zusammen zu weben. Diese Herangehensweise ist direkt gescheitert. Womöglich hätte ich es großflächiger anlegen müssen.

Zuletzt wollte ich nun noch herausfinden, wie stark ich das Material anlegen kann. Hierfür habe ich eine kleine rechteckige Form verwendet und die pürierten Blätter mit Speisestärke versetzt. Die Masse wurde dann ungefähr 2-3 cm hoch in die Form gefüllt und im Ofen getrocknet. Schon während der Zeit im Ofen, ist mir klar geworden, dass die Schicht zu dick ist. Selbst nach über einer Stunde im Ofen, war es nicht ausgehärtet. Die Folge hiervon war, dass es nach ein paar Wochen anfing zu schimmeln.

Experimente mit Kaffeesatz

Da meine Versuche bis zu diesem Zeitpunkt zwar aufschlussreich aber nicht Zielführend waren, habe ich mir eine neue Herangehensweise überlegt. 

Ich beschloss eine Versuchsreihe mit Kaffeesatz zu fertigen. Dieser sollte dem ganzen mehr Stabilität verleihen. Zu diesem Zeitpunkt, verfolgte ich noch die Idee eines Plattenwerkstoffes. Schnell stellte sich heraus, dass dies mit den Geräten und Werkzeugen in meiner Küche nur schwer umsetzbar ist. 

Nachdem die Versuche mit dem Kaffeesatz einigermaßen akzeptabel geworden waren, was die Stabilität anging, überlegte ich was für ein Endprodukt hieraus entstehen könnte. 

Die Idee aus Pflanzenresten ein Produkt für Pflanzen zu machen, gefiel mir auf anhieb. Also fertigte ich kleine Schälchen für die Anzucht von Pflänzchen. Somit entsteht eine Kreislaufwirtschaft und das Laub wird genutzt. Überraschender Weise, sind die Anzuchttöpfe sogar Wasserfest, solange man keine Überschwemmung verursacht. Da Laub nicht sehr schnell verrottet, kann man in aller Ruhe seine Setzlinge anziehen und sie dann zusammen mit dem Töpfchen umpflanzen. Die Wurzeln können Problemlos durch die Laubschale hindurch wachsen, so wird die Pflanze nicht im Wachstum gehindert. Zusätzlich fungiert der Kaffeesatz als Pflanzendünger, da hierin nützliche Stoffe wie Kalium, Stickstoff, Phosphor, Gerbsäure und Antioxidantien enthalten sind.

Die Kosten für dieses Produkt sind sehr gering, da es fast nur aus Abfällen besteht, abgesehen von der Speisestärke.

Um die Form noch etwas klarer zu gestalten, habe ich bei meinem finalen Produkt als Unterkonstruktion ein Muffinblech verwendet. Mit Alufolie überzogen, ergab sich eine perfekte Grundlage. Die Masse habe ich immer zweimal aufgetragen und jeweils 30min im Ofen austrocknen lassen.

Um das Produkt als ganzes zu denken, entschloss ich mich dafür noch eine Verpackung zu gestalten. Diese war im ersten Anlauf sehr simpel. Aufgedruckt sind Eichenblätter, der Produktname sowie ein kleines Infokästchen, in welchem man die Zusammensetzung und Hinweise zur Anwendung findet. In eine Packung passen immer drei Anzuchttöpfchen. Oben befinden sich drei runde Aussparungen, so hat man die Möglichkeit sie entweder obendrauf einzulegen oder wirklich geschützt in die Verpackung hinein zu tun. Ersteres ist zum Beispiel denkbar, wenn die Ware präsentiert werden soll oder man die Töpfchen verschenken will.

Produkttest

In den Semesterferien habe ich mich noch einmal auf die Gestaltung der Verpackung fokussiert. Es wurde angemerkt, dass Setzlinge oft verschenkt werden. Aus diesem Grund, habe ich auch hierfür versucht eine Lösung zu finden. Entstanden sind hierbei unterschiedliche Verpackungen, letztendlich entschieden habe ich ich für eine Art Körbchen in zwei Varianten. Bei dem einen ist es eher schwierig das Töpfchen bereits mit einem Setzling zu verschenken, da die Halterung hier hindurch geht. Bei der anderen Variante funktioniert dies hingegen sehr gut. 

Die größere Verpackung habe ich ebenfalls noch einmal überarbeitet. Nachdem ich auch andere Formen ausprobiert habe, bin ich schließlich wieder zu der ersten zurück gekommen, da diese am ergonomischsten ist. An den Seiten sind zwei kleine Flügel hinzugekommen, damit die Töpfchen nicht herausfallen. Der Verschluss hat sich auch nochmal geändert, von einem Klebeverschluss zu einem Steckverschluss. 

Ein weiterer Kritikpunkt war die Farbgestaltung. Es wurde kritisiert, dass es zu grün aussehe, obwohl Laub verarbeitet wird. Nun habe ich Erdtöne und etwas rosa gewählt. In der kleinen Illustration finden sich nun unterschiedliche Blätter, sowie Kaffeebohnen.

Prototypen

Endprodukt

Fazit

In dem Kurs Phyto Power durfte ich die Pflanzenwelt neu entdecken. Angefangen bei vielen spannenden Beiträgen zu Pflanzen selbst, über die Anwendung bis hin zur Inspirationsquelle und Vorbild für die Technik. 

Bei unseren Materialexperimenten waren wir auf heimische Gewächse beschränkt, was ich einerseits sinnvoll finde, auf der anderen Seite schade, da es außerhalb Deutschlands eine wesentlich höhere Population und Artenvielfalt gibt, die ein viel breiteres Forschungsfeld eröffnet hätten. 

Mit dem Laub als Basis meiner Experimente bin ich im Nachhinein sehr zufrieden und wurde an der ein oder anderen stelle überrascht. Ich hätte sehr gerne größer gearbeitet, was auf Grund der Bedingungen in der heimischen Küche und der begrenzten Zeit nicht so recht möglich war. Nichts desto trotz, bin ich mit meinem Ergebnis zufrieden. 

Vor allem das Thema Verpackungsdesign hat es mir zum Schluss noch einmal angetan. Ich kann mir vorstellen mich hiermit in Zukunft noch öfter auseinander zu setzten, da durch einen Produktnamen und die Verpackung das Ergebnis direkt viel vollkommener wirkt.