Basispolymer Chitosan
Aufgrund dessen, dass die Masken an Insekten, spezifisch Libelle und Zikade, erinnern sollten, wählten wir Chitosan als Basispolymer.
Chitosan wird aus Chitin gewonnen, Chitin ist ein Bestandteil von Insektenpanzern.
Als Grundlage unserer Forschung diente uns das Paper „El Feky, A. R., Ismaiel, M., Yılmaz, M., Madkour, F. M., El Nemr, A., & Ibrahim, H. A. (2024). Biodegradable plastic formulated from chitosan of Aristeus antennatus shells with castor oil as a plasticizer agent and starch as a filling substrate. ScientificReports, 14(1), 11161.“. In diesem wird ein Biokunststoff, mit den Zutaten Chitosan, Eisessig, Stärke und Rizinusöl, in verschiedenen Kombinationen, erforscht.
Erste Testreihen
Wir wollten so einfach wie möglich starten, um strategisch vorgehen zu können und das Material nach und nach nach unseren Wünschen entwickeln und anpassen zu können.
Deshalb begannen wir zunächst damit, Chitosan mit verschiedenen Konzentrationen an Eisessiglösungen zu lösen- bei 50 Grad mithilfe des Magnetrührers. Wir stellten dabei fest, dass ein höherer Eisessiganteil die Festigkeit des Endmaterials positiv beeinflusst und die Lösbarkeit des Chitosans sich verbessert. Anfangs hatten wir mit Klümpchenbildung zu kämpfen.
Dann gaben wir systematisch Glycerin als Plastifizierer hinzu, um die Flexibilität des Materials zu verbessern. Die Endprodukte waren jedoch brüchig bis flüssig, manche Proben behielten ihre schleimartige Konsistenz bis zum Ende des Semesters.
Wir veränderten außerdem, bei gleichbleibendem Glycerinanteil, die Konzentration des Eisessigs, was das Material zwar stabiler aber dennoch brüchig werden lies.
In unserer zweiten größeren Testreihe untersuchten wir den Einfluss des Plastifiziers Rizinusöl auf das Material.
Hier veränderten wir die Menge an Rizinusöl und die Konzentration des Eisessigs.
Interessant war hier die Art und Weise in der sich das Material beim Trocknen verformte.
Da jedoch bei allen getesteten Anteilen Rizinusöl das Material einen öligen Film hinterließ, sahen wir davon ab, dieses Rezept weiter zu erforschen, wäre es doch beim Tragen äußerst unangenehm. Auch im Hinblick auf die Laserbarkeit des Materials, hätte das überschüssige Öl sicherlich zu Problemen geführt.
Mit Stärke, wie dies im Paper geschehen war, experimentierten wir nicht, da dokumentiert war, dass Stärke das Material weniger transluzent und mehr porös werden lassen würde.
Zweite Testreihen
Die Ressourcen des Papers waren nun erschöpft und wir waren zwar um einige Erfahrungen reicher, waren aber bisher nicht weiter gekommen auf dem Weg, ein leichtes, flexibles, laserbares Material zu schaffen.
Eine Person aus unserer Gruppe nutzt im Alltag Kollagen als Nahrungsergänzungsmittel und erinnerte sich an dessen stabile, dennoch flexible Eigenschaften.
Um an ein Rezept mit passenden Konzentrationen zu kommen und um vorab zu wissen, ob eine Kombination überhaupt möglich sei, nutzten wir ChatGPT.
Daher erhielten wir die Information, dass es zum Binden der Proteine Tannin in niedriger Konzentration benötige.
Die Kunst hierbei war, den PH Wert und die Temperatur der Chitosan Eisessiglösung und dem Tannin so zu gestalten, dass das zugegebene Kollagen nicht denaturierte und so seine Eigenschaften nicht an das Endmaterial weitergeben würde.
Wir gaben das Tannin also, in Wasser gelöst, tropfenweise hinzu und maßen den PH- Wert. Außerdem mussten wir die Chitosan-Eisessiglösung nach dem Mixvorgang auf dem Magnetrührer bei 50-80 Grad jedes Mal unter 30 Grad abkühlen lassen.
Dritte Testreihen
Das Material, was wir nun erschaffen hatten, zeigte genau die Eigenschaften, nach denen wir gesucht hatten; eine folienartige, flexible aber dennoch stabile Konsistenz, dazu noch lichtdurchlässig und, je nach Trocknungsart (Ofen oder Luft) glänzende oder matte Eigenschaften.
Nun zeigten sich die vorangegangenen Experimente mit dem Glycerinanteil doch von Vorteil; 1 ml Glyercin brachte deutlich mehr Flexibilität und eine eher lederartige Konsistenz, als das Material ohne Glycerin- dies war eher foliengleich.
Den ersten Lasertest bestand das Material mit Bravur.
Es blieb nicht nur beim Trocknen formstabil, auch beim Lasern begeisterte es durch seine hitzebeständigen Eigenschaften.
Lasertest
Nun ging es auf den Endspurt zu und wir experimentierten mit der Schichtdicke des Materials, um ausreichend Stabilität zu erreichen, sodass das Material in sich aufrecht bleiben könne, einmal auf einen Träger aufgebracht.
Das Material verliert ca 90 Prozent seines Volumens während des Trockenprozess.
Materialdicke
Auch an der Farbgebung arbeiteten wir und wählten Standartpigmente wie rote Beete, Spinat, Indigo und Kurkuma.
Die Ergebnisse waren etwas enttäuschend, da jegliche Formeigenschaften des Materials, durch die Zugabe der Pigmente, verloren gingen.
Farbigkeit
Erneut nahmen wir ChatGPT zur Hilfe und fügten auf dessen „Empfehlung“ Rotkrautsaft und Matcha hinzu.
Das Sample mit dem Rotkrautsaft zeigte eine nennenswerte, leicht rötliche Färbung, das Sample mit Matcha wurde leicht trüber und einen Ton grüner.
Die Maske- Prototyp
Unser Prototyp der Maske orientierte sich vor allem am Material selbst, sowie den Vorgaben der Bauhausbühne.
Wir wollten die Eigenschaften der Transluzenz, der Flexibilität, des Glanzes und auch der Unregelmäßigkeit, bestimmt durch die manuelle Fertigungsweise des Materials (Gießen mehr oder weniger ebene Formen), sichtbar machen und dabei Eigenschaften biologischer Merkmale der Insekten nutzen.
Das Rhino- Voronoimuster erinnert, in einem Kreis genutzt, sowohl an Facettenauge, als auch an eine Sprossachse oder Blume.
Wir wählten also, für beide Seiten, jeweils drei der ausgelagerten Voronoikreise und für das Bedecken des Gesichts des Darstellenden nochmals 2 kreisförmige Lagen unterschiedlicher Dicke. Die Kreise wählten wir im Hinblick auf die einfachen geometrischen Formen der Masken des Balletts von Oskar Schlemmer.
Danke an dieser Stelle an Danny für das Erstellen des Voronoikreises!
Der ursprüngliche, dem Prototyp folgende Plan der Maske war es, eine Drahtkonstruktion in Kupfer in Kombination mit einem Kissen an der Stirn als Abstandhalter zum Material zu nutzen.
Sebastian schweißte den Rahmen gemäß des Prototyps. Der Plan war, das Material dann an den Rahmen zu nähen oder zu nieten.
Torsten brachte uns dann auf die Idee ein Brillengestell als Träger zu nehmen- universell, hygienisch und bequem tragbar.
Die Maske
Die Hochzeit zwischen Material und Gestell besiegelte Sekundenkleber.
Wir entschieden uns für 2 Voronois auf jeder Seite, um die Muster besser zur Geltung kommen zu lassen und nicht zu sehr an ein bestimmtes Insekt, wie z.B. eine Gottesanbeterin zu erinnern.
Wenn das Licht von hinten durch die Maske scheint ist das Brillengestell leider sichtbar. Getragen ist dies schon viel weniger der Fall. Wir hoffen, die Bühnenlichtsituation schmeichelt der Maske und die Maske dem Stück.
Danke an Danny für die Leitung, an die Gruppe, Matthias und Torsten fürs Feedback und Ideen, dem Matlab für die Räumlichkeiten und nicht zuletzt den Damen der Kantine, welche für uns sogar ein Gefäß aus dem Müll gezaubert haben, als die Trockenbehälter knapp wurden.
