TY - RPRT A1 - Wiesler, F. A1 - Hund-Rinke, K. A1 - George, E. A1 - Greef, J.-M. A1 - Holz, F. A1 - Hölze, L.E. A1 - Hülsbergen, K.-J. A1 - Martin, S. A1 - Severin, K. A1 - Spielvogel, S. A1 - Geiger, P. A1 - Nawotke, C. A1 - Kehlenbeck, H. A1 - Schenkel, H. A1 - Adam, Christian A1 - Bloem, E. A1 - Frank, D. A1 - Goldbach, H.E. A1 - Heene, M. A1 - Kratz, S. A1 - Kruse, A. A1 - Möller, K. A1 - Pinnekamp, J. A1 - Schoumans, O.F. A1 - Vogel, Christian A1 - Wulf, S. T1 - Recyclingphosphate in der Düngung – Nutzen und Grenzen N2 - Weltweit werden etwa 80–85 % aller abgebauten Rohphosphate für die Produktion von Düngemitteln verwendet. Bei noch steigendem Bedarf an Phosphor (P) geht man derzeit davon aus, dass die weltweiten P-Reserven noch über 200 Jahre ausreichen. Um den P-Vorrat langfristig abzusichern, sollte der in Reststoffen enthaltene Phosphor möglichst umfänglich genutzt werden. Dieser Forderung trägt das von der Bundesregierung 2012 erstmals beschlossene Deutsche Ressourceneffizienzprogramm ProgRess Rechnung. Rohphosphat wird auch seitens der Europäischen Kommission aufgrundseiner ökonomischen Bedeutung und des unsicheren Angebots als „kritischer Rohstoff“ eingestuft. Vor diesem Hintergrund hat die Bundesregierung in der Verordnung zur Neuordnung der Klärschlammverwertung vom 27. September 2017 in Deutschland eine verpflichtende technische Rückgewinnung von Phosphor für Abwasserbehandlungsanlagen ab einer Ausbaugröße von 100.000 Einwohnerwerten (12 Jahre nach Inkrafttreten der Verordnung) bzw. ab einer Ausbaugröße von über 50.000 Einwohnerwerten (15 Jahre nach Inkrafttreten der Verordnung) vorgeschrieben. Die Verordnung enthält keine Vorgaben hinsichtlich der anzuwendenden Technologie bei der Phosphorrückgewinnung. Ausgenommen von der Rückgewinnungspflicht sind Klärschlämme mit niedrigen Phosphorgehalten (weniger als 20 Gramm Phosphor je Kilogramm Klärschlamm-Trockenmasse). Auch die im Jahre 2017 verabschiedeten neuen Rechtsvorschriften für die Düngung verlangen zukünftig einen nachhaltigen und ressourceneffizienten Umgang mit Nährstoffen bei der landwirtschaftlichen Erzeugung und schränken die P-Zufuhr insbesondere auf hoch versorgten Böden ein (Düngeverordnung vom 26. Mai 2017). Dies wird zu einem mehr am Pflanzenbedarf orientierten und ggf. vermehrt überbetrieblichen Einsatz von wirtschaftseigenen Düngern führen. Um den politischen und gesetzlichen Anforderungen gerecht zu werden, müssen einerseits wirksame und kosteneffiziente technische Verfahren zum P-Recycling (weiter)entwickelt werden. Andererseits müssen die Recyclingprodukte die Anforderungen für eine direkte Verwendung in der Landwirtschaft oder als Rohstoff für die Herstellung von Düngemitteln erfüllen. In dem vorliegenden Standpunkt wird zunächst der potenzielle Beitrag von Reststoffen zur Deckung des P-Bedarfs in der deutschen Pflanzenproduktion geschätzt. Für die wichtigsten Reststoffe werden technische Verfahren zur P-Rückgewinnung bzw. Aufarbeitung skizziert. Auf Basis der Anforderungen der Landwirtschaft bzw. der Düngemittelindustrie an die P-Recyclingprodukte werden deren Herstellungsverfahren bewertet. Schließlich wird der Regelungs- und Forschungsbedarf formuliert. KW - Phosphor KW - Düngemittel KW - Diffusive Gradients in thin films (DGT) PY - 2020 SP - 1 EP - 19 PB - Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) CY - Berlin AN - OPUS4-51011 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Landsberger, Petra A1 - Boenke, Viola A1 - Gorbushina, Anna A1 - Rodenacker, K. A1 - Pierce, B.F. A1 - Kratz, K. A1 - Lendlein, A. T1 - Bacterial attachment on poly[acrylonitrile-co-(2-methyl-2-propene-1-sulfonic acid)] surfaces N2 - The influence of material properties on bacterial attachment to surfaces needs to be understood when applying polymer-based biomaterials. Positively charged materials can kill adhered bacteria when the charge density is sufficiently high but such materials initially increase the adherence of some bacteria such as Escherichia coli. On the other hand, negatively charged materials have been shown to inhibit initial bacterial adhesion, but this effect has only been demonstrated in relatively few biomaterial classes and needs to be evaluated using additional systems. Gradients in surface charge can impact bacterial adhesion and this was tested in our experimental setup. Moreover, the evaluation of bacterial adhesion to biomaterials is required to assess their potential for biological applications. Here, we studied the bacterial adhesion of E. coli and Bacillus subtilis on the surfaces of acrylonitrile-based copolymer samples with different amounts of 2-methyl-2-propene-1-sulfonic acid sodium salt (NaMAS) comonomer. The content related to NaMAS based repeating units nNaMAS varied in the range from 0.9 to 1.5 mol%. We found a reduced colonized area of E. coli for NaMAS containing copolymers in comparison to pure PAN materials, whereby the bacterial colonization was similar for copolymers with different nNaMAS amounts. A different adhesion behavior was obtained for the second tested organism B. subtilis, where the implementation of negative charges into PAN did not change the overall adhesion pattern. Furthermore, it was observed that B. subtilis adhesion was significantly increased on copolymer samples that exhibited a more irregular surface roughness. T2 - MRS Spring meeting 2013 CY - San Francisco, CA, USA DA - 01.04.2013 KW - Biomaterial KW - Biological KW - Polymer PY - 2013 DO - https://doi.org/10.1557/opl.2013.832 VL - 1569 IS - MRSS13-1569-NN15-13.R1 SP - 1 EP - 6 AN - OPUS4-30161 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hiebl, B. A1 - Ascher, Lena A1 - Luetzow, K. A1 - Kratz, K. A1 - Gruber, C. A1 - Mrowietz, C. A1 - Nehring, M. E. A1 - Lendlein, A. A1 - Franke, R.- P. A1 - Jung, F. T1 - Albumin solder covalently bound to a polymer membrane: New approach to improve binding strength in laser tissue soldering in-vitro N2 - Laser tissue soldering (LTS) based on indocyanine green (ICG)-mediated heat- denaturation of proteins might be a promising alternative technique for micro-suturing, but up to now the Problem of too weak shear strength of the solder welds in comparison to sutures is not solved. Earlier reports gave promising results showing that solder supported by carrier materials can enhance the cohesive strength of the liquid solder. In these studies, the solder was applied to the carriers by dip coating. Higher reliability of the connection between the solder and the carrier material is expected when the solder is bound covalently to the carrier material. In the present study a poly(ether imide) (PEI) membrane served as carrier material and ICG- supplemented albumin as solder substrate. The latter was covalently coupled to the carrier membrane under physiological conditions to prevent structural protein changes. As laser source a diode continuous-wave laser emitting at 808 nm with intensities between 250mW and 1500mW was utilized. The Albumin functionalized carrier membrane was placed onto the tunica media of explanted pig thoracic aortae forming an overlapping area of approximately 0.5×0.5 cm2. All tests were performed in a dry state to prevent laser light absorption by water. Infrared spectroscopy, spectro-photometrical determination of the secondary and Primary amine groups after acid orange II staining, contact angle measurements, and atomic force microscopy proved the successful functionalization of the PEI membrane with albumin. A laser power of 450mW LTS could generate a membrane-blood vessel connection which was characterized by a shear strength of 0.08±0.002MPa, corresponding to 15% of the tensile strength of the native blood vessel. Theoretically, an overlapping zone of 4.1mmaround the entire circumference of the blood vessel could have provided shear strength of the PEI membrane-blood vessel compound identical to the tensile strength of the native blood vessel. These in-vitro results confirmed the beneficial effects of solder reinforcement by carrier membranes, and suggest LTS with covalently bound solders on PEI substrates for further studies in animal models. KW - Tissue soldering KW - Albumin KW - Polymer membrane KW - Laser PY - 2018 DO - https://doi.org/10.3233/CH-189108 SN - 1386-0291 SN - 1875-8622 VL - 69 IS - 1-2 SP - 317 EP - 326 PB - IOS Press AN - OPUS4-45149 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -