Keratinfasern

Keratinfasern sind faserförmige Materialien, deren Hauptbestandteil Keratin ist, einem faserigen Protein, das in vielen tierischen Geweben vorkommt. In der Natur treten Keratinfasern in Haaren, Nägeln, Wolle, Federn und Hörnern auf und verleihen diesen Strukturen Festigkeit und Formbeständigkeit.

Struktur und Eigenschaften: Keratin besitzt einen hohen Gehalt an Cystein, wodurch Disulfidbrücken entstehen. Diese Quervernetzungen geben den Fasern hohe Zugfestigkeit, Steifigkeit und chemische Beständigkeit. Aufgrund der festen Disulfidbindung sind Keratinfasern oft schwer löslich; sie lassen sich jedoch chemisch modifizieren oder unter Reduktion lösen und danach wieder vernetzen.

Herstellung und Verarbeitung: Keratin wird häufig aus tierischen Abfällen wie Wolle, Haaren oder Federn gewonnen. Zur Verarbeitung werden Reduktionsmittel eingesetzt, um Disulfidbrücken zu öffnen und Keratin löslich zu machen; anschließend erfolgt das Spinnen der Lösung zu Fasern (Nassspinnen oder Elektrospinnen). Nach der Faserbildung werden die Disulfidbrücken durch Reoxidation oder Nachbehandlung stabilisiert. Keratinfasern werden oft mit anderen Biopolymeren gemischt, um Verarbeitbarkeit und mechanische Eigenschaften zu verbessern.

Anwendungen: In der Materialwissenschaft dienen Keratinfasern als Faserverstärkung in Biokompositen und als Träger für Gewebeauflagerungen in der Biomedizin (Wundheilung, Gewebezüchtung). In Textil- und Kosmetikbereichen finden sie Einsatz als biologisch abbaubare Zusatzstoffe oder Faserbausteine, z. B. in Haarpflegeprodukten.

Vorteile und Herausforderungen: Vorteile sind Biokompatibilität, Biodegradierbarkeit und die Nutzung von Abfallstoffen. Herausforderungen umfassen die Variabilität der Rohstoffe, Kosten, komplexe Verarbeitung und teils begrenzte mechanische Eigenschaften im Vergleich zu rein synthetischen Fasern.

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