Flamme

Jan 05, 2024

Weiße Baumwolle kann normalerweise nur durch die Zugabe giftiger Flammschutzmittel feuerfest gemacht werden, aber eine neue Form könnte es uns ermöglichen, von Natur aus nicht brennbare Baumwollstoffe herzustellen

Von Michael Le Page

18. Januar 2023

Durch die Züchtung von Elternsorten, die selbst keine ähnlichen Eigenschaften aufwiesen, wurde eine feuerbeständige Baumwollform geschaffen. Dadurch könnten wir feuerbeständige Stoffe herstellen, ohne giftige Chemikalien hinzufügen zu müssen.

Da sich bei der Ausbreitung von Bränden in den Wohnungen oft Textilien entzünden, verlangen viele Länder inzwischen, dass die Stoffe, die in Möbeln verwendet werden, eine gewisse Widerstandsfähigkeit aufweisen. Einige Arbeiter und Soldaten müssen außerdem schwer entflammbare Kleidung tragen. Es gibt synthetische Fasern, die von Natur aus feuerbeständig sind, wie zum Beispiel Aramid, aber sie sind nicht so bequem oder so begehrt wie Naturfasern wie Baumwolle.

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Während einige Arten brauner Baumwolle eine gewisse Feuerbeständigkeit aufweisen, besteht die einzige Möglichkeit, weiße Baumwolle derzeit beständig zu machen, darin, flammhemmende Chemikalien hinzuzufügen. Diese setzen typischerweise giftige Substanzen wie Formaldehyd frei und auch die feuerbeständigen Eigenschaften können bei der Reinigung der Stoffe verloren gehen.

Frühere Studien zu braunen Baumwollsorten legten nahe, dass ihre Flammfestigkeit auf dem Vorhandensein einer farblosen Verbindung einer Art namens Flavonoid beruht, was darauf hindeutet, dass diese auch in weißer Baumwolle vorkommen könnte. Deshalb beschlossen Gregory Thyssen vom Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA-ARS) und seine Kollegen, in Hunderten von Linien weißer Baumwolle, die zuvor vom USDA-ARS hergestellt wurden, nach Flammbeständigkeit zu suchen, um gegebenenfalls verbesserte Sorten zu entwickeln hatte auch diese Eigenschaft.

Während unbehandelte Standardbaumwolle in Sekundenschnelle durch Flammen zerstört wird (obere Reihe), erlischt das Feuer auf einer neuen feuerbeständigen Baumwolle (unten).

Thyssen et al., 2023, PLOS ONE, CC0

Diese Linien wurden aus 11 verschiedenen Elternstämmen mithilfe einer Züchtungstechnik geschaffen, die darauf abzielt, bei den Nachkommen viel Abwechslung zu erzeugen.

Die Forscher verbrannten winzige Mengen jeder Baumwollschnur und wählten die fünf aus, die beim Verbrennen die geringste Hitze erzeugten. Anschließend stellten sie aus diesen fünf Linien Vliesstoffe her und führten einen Standard-Entflammbarkeitstest durch, bei dem sie einen Stoffstreifen auf eine 45-Grad-Neigung legten und ihn einige Sekunden lang einer Flamme aussetzten (siehe Video oben). Vier der fünf Stoffe verlöschten nach dem Entfernen der Flamme von selbst, während normale Baumwollstreifen vollständig verbrannten.

„Die Faserqualität wurde durch die neue selbstverlöschende Eigenschaft nicht beeinträchtigt“, sagt Thyssen. „Da diese neuen Linien aus bereits angebauten weißen Baumwollsorten entwickelt wurden, verfügen sie über wünschenswerte Eigenschaften für Erzeuger und Verbraucher.“

Thyssen und seine Kollegen waren überrascht, diese Flammfestigkeit zu finden, da keine der elf Elternsorten diese Eigenschaft aufwies. Sie haben einige an der Flavonoidsynthese beteiligte Genvarianten identifiziert, die dafür verantwortlich sein könnten, konnten jedoch noch keine bestimmte beteiligte Verbindung identifizieren. Ob die Flammbeständigkeit nach dem Waschen erhalten bleibt, sei noch nicht bekannt, sagt Thyssen.

PLoS One DOI: 10.1371/journal.pone.0278696

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