USDA-Forscher entwickeln natürliches Feuer

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NEW ORLEANS, 18. Januar 2023– Forscher des Agricultural Research Service (ARS) des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) haben vier Baumwolllinien gezüchtet, die zur Herstellung selbstverlöschender Textilien bei Feuereinwirkung verwendet werden können und den Bedarf an flammhemmenden Chemikalien verringern, die in Verbraucher eingebettet werden Produkten, laut einer aktuellen Studie, die in PLOS ONE veröffentlicht wurde.

Die Baumwolllinien wurden aus kultivierten Baumwollsorten entwickelt und verfügten über eine neuartige flammhemmende Eigenschaft. Bei Einwirkung einer offenen Flamme verlöschte der Stoff der neuen Baumwolllinien von selbst, wohingegen normaler Baumwollstoff innerhalb von Sekunden vollständig verbrannte.

„Der Einsatz dieser Linien zur Entwicklung kommerzieller Sorten bietet die Möglichkeit, die Sicherheit von Baumwollprodukten zu verbessern und gleichzeitig die wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen chemischer Flammschutzmittel zu verringern“, sagte Brian Condon, leitender Autor der Studie und pensionierter Forschungsleiter am ARS Cotton Chemistry und Utilization Research Unit in New Orleans. „Diese Linien werden Landwirten, Produzenten und Verbrauchern erhebliche Vorteile bringen.“

Baumwolle produziert typischerweise brennbare Fasern und wird mit Chemikalien behandelt, um sie flammhemmend zu machen, wenn sie für Konsumgüter wie Kleidung, Matratzen, Polster und Teppiche verwendet wird. Die neuen Baumwolllinien wurden durch einen Züchtungsansatz mit mehreren Eltern geschaffen, der neue Möglichkeiten für die Interaktion natürlicher Gene und die Entwicklung der unerwarteten Eigenschaft der Flammhemmung ergab.

Bei einem Standard-Entflammbarkeitstest bei 45° Neigung brannte normale Baumwolle (oben) sofort, wenn sie einer offenen Flamme ausgesetzt wurde. Im gleichen Test verlöschte die feuerfeste Baumwolle (Unterseite) von selbst, wenn sie einer offenen Flamme ausgesetzt wurde. (Video von Doug Hinchliffe)

Die ARS-Forscher Johnie Jenkins und Jack C. McCarty, leitende Forschungsgenetiker der ARS Genetics and Sustainable Agriculture Research Unit in Mississippi, züchteten Baumwolllinien, um Gene zu identifizieren, die agronomische Merkmale wie Ertrag und Schädlingsresistenz sowie Faserqualitätsmerkmale wie Länge und Stärke beeinflussen und Feinheit.

„ARS-Wissenschaftler untersuchen jeden Schritt der Baumwollproduktion vom ‚Schmutz bis zum Hemd‘, einschließlich genetischer Vielfalt, Feldbewirtschaftungspraktiken, Faserqualitätsmerkmalen und Textileigenschaften für den Endverbrauch“, sagte Jenkins.

Obwohl alle Baumwolllinien der Eltern brennbare Stoffe produzierten, stellten Forscher fest, dass die Flammhemmung nicht auf einem einzigen Gen beruhte. Stattdessen fanden sie heraus, dass mehrere Gene einen Phänotyp für Fasern mit deutlich geringerer Wärmeabgabekapazität erzeugten. Die neuen Baumwolllinien besaßen auch die gewünschten agronomischen und faserqualitätstechnischen Merkmale, was die Linien für die Zucht und den Verbrauchergebrauch begehrt machte.

„Wir achten auf Stoffqualität und chemische Ausrüstung, die dauerhafte, faltenfreie und flammhemmende Stoffe erzeugen. Jetzt haben wir Linien mit einem neuartigen und natürlichen genetischen Mechanismus für Flammhemmung gefunden“, sagte Condon.

Der Agricultural Research Service ist die wichtigste wissenschaftliche interne Forschungsagentur des US-Landwirtschaftsministeriums. Täglich konzentriert sich ARS auf Lösungen für landwirtschaftliche Probleme, die Amerika betreffen. Jeder Dollar, der in die US-Agrarforschung investiert wird, hat einen wirtschaftlichen Nutzen von 20 US-Dollar zur Folge.