Ein Forschungsteam der North Carolina State University veröffentlichte in der Fachzeitschrift *Matter* einen Artikel mit dem Titel „Graph Theory-Based Bio-Derived Solid Lubricant“ und stellte darin einen neuartigen, biobasierten Festschmierstoff vor. Dieser aus pflanzlicher Zellulose entwickelte, biologisch abbaubare Festschmierstoff soll herkömmliche Talkum- und Mikroplastik-Schmierstoffe ersetzen und so die mit modernen landwirtschaftlichen Anbauverfahren verbundenen Umwelt- und Gesundheitsrisiken mindern.

Dieser neuartige Festschmierstoff wird aus Cellulose, einem biologisch abbaubaren, pflanzlichen Material, gewonnen. Die meisten derzeit in der Landwirtschaft verwendeten Festschmierstoffe bestehen aus Talkum oder Mikroplastik, die eine Gefahr für Landwirte, Ackerland und bestäubende Insekten darstellen können.

„Schmiermittel sind für die moderne Landwirtschaft unverzichtbar, doch bestehende Methoden können sich negativ auf die Gesundheit der Landwirte, die Bodenqualität und die bestäubenden Insekten auswirken“, sagte Dhanush Udayashankara Jamadgni, einer der Hauptautoren der Studie. Dieses biologisch gewonnene Festschmiermittel besteht aus technischen Zellulosefasern mit einer Länge von 0,2–2 mm und einem Durchmesser von 10–40 Mikrometern. Aufgepfropfte hydrophobe Partikel weisen Wasser effektiv ab und reduzieren die Reibung durch einen doppelten Mechanismus: Die glatte Faseroberfläche reduziert die mechanische Reibung, während die hydrophoben Eigenschaften die Beweglichkeit des Saatguts erhalten.

In Feldversuchen mit Mais und Sojabohnen übertraf dieses Festschmiermittel kommerzielle Produkte. Co-Autor Martin Thuo bemerkte: „Unser Zelluloseschmiermittel zeigte selbst in feuchten Umgebungen mit einer Luftfeuchtigkeit von bis zu 80 % eine gute Leistung.“ Feldversuche zeigten, dass seine Schmierleistung fünfmal höher war als bei Premium-Talkumprodukten und 25-mal höher als bei Mikroplastik-Schmiermitteln. Landwirte, die das Festschmiermittel verwendeten, bestätigten eine deutlich verbesserte Laufruhe bei Pflanzarbeiten unter feuchten Bedingungen.

Das Forschungsteam entwickelte außerdem ein graphentheoretisches Analysemodell, um einen neuen Ansatz für die Auswahl zukünftiger Schmierstoffe zu entwickeln. Thuo ergänzte: „Der von uns mithilfe der Graphentheorie definierte Parameterraum kann Forschern helfen, vielversprechende Kandidaten für Festschmierstoffe schnell zu identifizieren.“ Dieses Modell soll die Entwicklung neuer, umweltfreundlicher Schmierstoffe beschleunigen.

Weitere Informationen: Biobasierte Festschmierstoffe auf Basis der Graphentheorie, Matter (2025). Zeitschrifteninformationen: Matter