In een recent artikel in Scientific Reports presenteren onderzoekers een methode om een biogebaseerd materiaal te ontwikkelen dat vergelijkbare eigenschappen heeft als conventioneel leer. De basis van dit materiaal is schimmelbiomassa, gekweekt op broodafval. De studie draagt bij aan de zoektocht naar duurzamere en circulaire alternatieven voor dierlijk en synthetisch leer.
Het onderzoeksteam gebruikte overtollig brood als voedingsbodem voor de filamentvormende schimmel Rhizopus delemar. Deze schimmel wordt vaker ingezet in biotechnologische toepassingen vanwege zijn snelle groei en vermogen om op goedkope substraatstromen te gedijen. Na enkele dagen fermentatie ontstaat een vezelrijke biomassa, die vervolgens wordt verwerkt tot een biocomposiet.
Om de eigenschappen van deze biomassa te verbeteren, onderzochten de wetenschappers verschillende plantaardige looistoffen – waaronder tara, myrobalan, kastanje-extract en Indusol ATO – die ook in de leerindustrie gangbaar zijn. Deze stoffen beïnvloeden onder andere de sterkte, flexibiliteit en vochtbestendigheid van het eindmateriaal.
Meerlagige biocomposieten
De productie van het biogebaseerde ‘leer’ bestaat uit verschillende stappen. Eerst wordt de schimmelbiomassa fysiek en chemisch behandeld en gemengd met een binder en weekmaker (waaronder glycerol) om flexibiliteit te verhogen. Daarna worden meerlaagse vellen samengesteld die aanvoelen en presteren als conventioneel leer.
De combinatie van looimiddel en nabehandeling bleek van grote invloed op de materiaaleigenschappen. Zo werd met tara een treksterkte bereikt van 20,5 MPa, en met myrobalan een vervormbaarheid van bijna 15% vóór breuk. Dat zijn waarden die binnen het bereik liggen van natuurlijk leer, dat afhankelijk van de soort en verwerking een treksterkte kent tussen circa 10 en 25 MPa.
Duurzaamheidsaspecten
Een belangrijk voordeel van deze methode is dat gebruik wordt gemaakt van een reststroom uit de voedingsindustrie, in dit geval oud brood. Daarmee sluit het proces aan bij de principes van de circulaire economie: het herwaarderen van afval tot grondstof voor hoogwaardige toepassingen. Bovendien is het productieproces vrij van zware metalen en synthetische chemicaliën die vaak in traditionele leerproductie worden gebruikt.
Ook de biologische afbreekbaarheid van het materiaal werd onderzocht. Na compostering in gecontroleerde omstandigheden vertoonden de biocomposieten duidelijke afbraakverschijnselen, wat wijst op een gunstig milieuprofiel na gebruik.
Potentie en vervolgstappen
De resultaten bieden volgens de onderzoekers aanknopingspunten voor verdere ontwikkeling en opschaling. Met name in de mode-, meubel- en verpakkingsindustrie is er toenemende vraag naar plantaardige alternatieven voor leer. Toch zijn er nog uitdagingen, zoals opschaalbaarheid, reproduceerbaarheid en kosten.
Het onderzoek staat nog in de experimentele fase, maar laat zien dat het mogelijk is om met relatief eenvoudige middelen een duurzaam materiaal te maken dat qua uiterlijk en prestaties vergelijkbaar is met leer. Of en wanneer dit type biocomposiet commercieel inzetbaar wordt, hangt af van verdere optimalisatie en de bereidheid van industrieën om biogebaseerde alternatieven te omarmen.
Link naar het onderzoek Nature.com
Foto is ter illustratie (gemaakt met AI)
