Profile der Wissenschaftsbotschafter/innen

• 6 Besuche pro Semester
• Bevorzugte Regionen: Steiermark
• Besucht gerne folgende Schulstufen: Volksschulen, SEK I, SEK II
• Keine anfallenden Kosten für die Schule

Forschungsschwerpunkte

• Polymere (nano) Composites
• Kunststoffrecycling
• Biopolymere

Aktuelle Projekte

Effizientere, biobasierte und recyclebare Stretcholie (EFFIE): In Europa werden jährlich rund 25,8 Mio. Tonnen Plastikmüll produziert, wobei davon 59% auf den Bereich der Verpackungen, inklusive Palettenverpackungen, entfallen. Vor allem bei Palettenwicklungen in der produzierenden Industrie und im Handel besitzt Plastik den Status einer Einwegverpackung. Plastik als herkömmlicher Kunststoff basiert zu einem Großteil auf fossilen Rohstoffen (Erdöl, Erdgas, Kohle). Eine Substitution dieser durch biobasierte Kunststoffe im Sinne der Nachhaltigkeit ist zwingend notwendig und wird mittels nationaler und internationaler politischer Maßnahmen stark forciert. Trotz der derzeit stattfindenden Erforschung und Entwicklung von biobasierten Kunststoffen sind diese jedoch preislich noch nicht konkurrenzfähig. Daher finden biobasierte Kunststoffe gegenwärtig kaum bzw. nur für spezielle Nischenprodukte Anwendung.

Ziel von EFFIE ist die Reduktion des Einsatzes von auf fossilen Rohstoffen basierenden Wickelfolien für die Verpackung bzw. Sicherung von Ladeeinheiten um 30% im Jahr 2025 im Vergleich zum Jahr 2016. Hierdurch kann eine Plastikmüllreduktion von bis zu 5% erreicht werden. In diesem Kontext wird eine Reduktion von Treibhausgas-Emissionen um 10% angestrebt. Zudem wird ein Beitrag zur Umsetzung von nationalen und internationalen (EU-)Richtlinien und Zielen geleistet.

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QS-gefertigte Hochleistungsbauteile auf Basis 100% biobasierter Rohstoffe mit hohem Reparatur- und Recyclingpotential: Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffe (FKV) bieten sich in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen als Werkstoffe für langlebige Sachgüter an. FKV können als Leichtbaumaterialien in höchster Vollendung eingesetzt werden und liefern damit einen hervorragenden Beitrag zur Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die FKV mit Naturfasern als Verstärkungsmaterial (NFK) und biobasierten Kunststoffen als einhüllendes Matrixmaterial verwendet werden. Während Naturfasern bereits vielfältig eingesetzt werden, sind die für langlebige Sachgüter benötigten duromeren Harzsysteme bislang und bestenfalls nur als teilweise biobasierte Materialien verfügbar. Im Bereich der Hochleistungsharze werden derzeit weit überwiegend petrochemisch hergestellte Epoxidharze auf Basis von Bisphenol-A verwendet, ein Harzsystem, welches aufgrund toxikologischer Bedenken zunehmend zur Diskussion gestellt wird.

Das gegenständliche Vorhaben „QS-gefertigte Hochleistungsbauteile auf Basis 100% biobasierter Rohstoffe mit hohem Reparatur- und Recyclingpotential“ (kurz: QB3R) zielt darauf ab, Epoxidharzsysteme mit einem biobasierten Kohlenstoffanteil von 100% zu entwickeln. QB3R-Harze sollen in ihren Bestandteilen toxikologisch unbedenklich sein und sich mit einer breiten Palette an Verarbeitungstechniken qualitätsgesichert zu Hochleistungsbauteilen für langlebige Sachgüter verarbeiten lassen. Sie sollen der Gruppe der Vitrimere zugeordnet sein und bietet damit die Möglichkeit der Nach- bzw. Neuvernetzung. Auf Basis der Vitrimer-Funktionalität sollen innovative Reparatur- und Recyclingkonzepte aufgezeigt und damit die Lebenszyklen nachhaltig verlängert sowie der Grad des Downcyclings bei der Wiederverwertung deutlich reduziert werden. Eine zugehörige LCA wird hierzu eine belastbare Datenbasis liefern und soll bewerten, ob biobasierte Ausgangsmaterialien ökologisch vorteilhaft sind und anhand welcher Parameter sich deren Funktionalität in der Ökobilanz berücksichtigen lässt.

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Smart Technology for Recycling of Assorted plastic Waste: Recycling von Kunststoffen ist ein aktuelles Forschungsthema rund um den Globus – es wird an effektiveren Recyclingmethoden geforscht. Derzeitige Forschungsarbeiten im Bereich des Recyclings gehen in Richtung Aufbereitung der Materialströme. Beispielsweise wird an multi-sensorgestützten Sortiersystemen mit künstlicher Intelligenz oder sogenannten Tracing-Systemen geforscht. Diese haben den Nachteil, daß Materialverbunde (wie beispielsweise Mehrschichtaufbauten bei Verpackungen) nicht gezielt getrennt werden können. Diese Abfallströme landen dann meist in der Downcyclingschiene, bis hin zur thermischen Verwertung, und verschwinden somit aus dem werkstofflichen Kreislauf.

Damit nun auch nicht sortierbare oder schwer zu trennende Kunststoffe nicht aus dem werkstofflichen Kreislauf verschwinden, wurde von den beiden im Projekt Plastic STRAW beteiligten Universitäten (Montanuniversität Leoben und Technische Universität Graz) ein neuartiges Trennverfahren entwickelt. Dieses unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt von den existierenden Recyclingverfahren: die Auftrennung der Materialströme erfolgt im schmelzeförmigen Zustand der Polymere. Die entwickelte kontinuierlich arbeitende Zentrifuge ermöglicht es, die genannten Kunststofffraktionen in sortenreine Materialströme umzuwandeln. Außerdem gibt es durch das Verfahren einen nicht zu vernachlässigenden Nebeneffekt: durch die Anwendung hoher Temperaturen kommt es auch zur Entfernung niedrigmolekularer Stoffe (z.B. in das Polymer eindiffundierter Stoffe wie Öle und Fette). Das Verfahren ist in einen herkömmlichen Recyclingprozess integrierbar, um auch eine dem Projekt nachfolgende industrielle Umsetzung zu gewährleisten.

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Auszug aus dem wissenschaftlichen Werdegang

• 2006 Abschluss  Bachelor- und Masterstudium Industrieller Umweltschutz, Entsorgungstechnik und Recycling
• 2011 Abschluss Doktoratstudium Kunststofftechnik
• seit 2011 PostDoc auf der MUL