Ein Material, das im Bioreaktor wächst und später als Gesichtsmaske, Schuhbesatz, Wundauflage, Sensor oder Batteriekomponente zum Einsatz kommen kann, klingt nach sehr verschiedenen Technologien. Tatsächlich kann hinter all diesen Anwendungen der gleiche Grundstoff stecken → bakterielle Cellulose.
Diese Art der Cellulose wird nicht aus Holz, Baumwolle oder einer anderen Pflanze gewonnen. Vielmehr sind es bestimmte Bakterien, die den Stoff selbst herstellen und ihn zu einem extrem feinen dreidimensionalen Nanofasernetz verbinden.
Gerade in diesem Jahr hat das Material an Relevanz gewonnen. Eine große Übersichtsarbeit in Nature Communications hat bakterielle Cellulose als Ausgangsstoff für biologisch abbaubare Kunststoffe in den Blick genommen. Gleichzeitig arbeitet das neue Leipziger Forschungsprojekt CelloTECH daran, das Material kontinuierlich in Bioreaktoren und möglichst aus zuckerhaltigen Restströmen herzustellen.
Und auch die Modebranche ist längst dabei. Bakterielle Cellulose wurde bereits zu Schuhen, Accessoires und Kleidungsstücken verarbeitet. GANNI zeigte 2024/2025 Taschen und Mode aus Celium von Polybion, einem Material, das Bakterien aus Fruchtresten wachsen lassen.
→ Aus einem bakteriellen Biofilm entwickelt sich damit zunehmend ein neues biobasiertes Basismaterial.
Was ist bakterielle Cellulose?
Cellulose kennt man vor allem von beziehungsweise aus Pflanzen. Sie stabilisiert deren Zellwände und bildet den Hauptbestandteil von Baumwolle sowie einen großen Teil von Holz.
Einige Bakterien können Cellulose allerdings ebenfalls herstellen. Besonders leistungsfähige Produzenten gehören zur Gattung Komagataeibacter. Arten wie Komagataeibacter xylinus nehmen Zucker auf und bauen daraus lange Celluloseketten. Außerhalb der Zellen verbinden sich diese zu extrem feinen Fibrillen und schließlich zu einem dreidimensionalen Netzwerk.
Chemisch unterscheidet sich das Grundpolymer dabei kaum von pflanzlicher Cellulose. Struktur und Reinheit sind jedoch besonders.
Pflanzliche Cellulose ist in eine komplexe Zellwand aus Lignin, Hemicellulose und weiteren Bestandteilen eingebettet. Bakterien produzieren dagegen unmittelbar ein hochreines Cellulosefasernetz.
Da die Fasern im Nanometerbereich liegen, wird das Material auch bakterielle Nanocellulose, kurz BNC, genannt.
Wie wächst Cellulose im Bioreaktor?
Die Bakterien benötigen Wasser, Nährstoffe, Sauerstoff und eine geeignete Kohlenstoffquelle wie Glucose.
Unter klassischen statischen Kulturbedingungen sammeln sich celluloseproduzierende Bakterien bevorzugt an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Luft. Dort bilden sie fortlaufend neue Cellulosefibrillen. Nach und nach entsteht eine zusammenhängende, gelartige Schicht.
Das frisch erzeugte Material kann dabei bis zu rund 99 % Wasser enthalten. Trotzdem besitzt es bereits ein stabiles Nanofasernetz.
Nach der Fermentation wird die Cellulose geerntet und gereinigt. Anschließend kann sie je nach Anwendung getrocknet, gepresst, geformt, beschichtet oder mit anderen Materialien kombiniert werden.
Kombucha macht die Technologie vertraut + sichtbar
Bakterielle Cellulose ist weniger exotisch, als sie klingt. Wer Kombucha kennt, hat das Prinzip wahrscheinlich schon gesehen. Der typische SCOBY enthält neben Mikroorganismen ein von Essigsäurebakterien aufgebautes Cellulosenetz.
Noch direkter begegnet uns das Material bei Nata de Coco. Für diese vor allem in Südostasien verbreitete Speise wird bakterielle Cellulose aus fermentiertem Kokoswasser gewonnen, geschnitten und anschließend verzehrt.
Das gleiche biologische Prinzip, das ein Dessert erzeugt, lässt sich also auch für Hochleistungsmaterialien nutzen.
Was macht bakterielle Cellulose so vielseitig?
Entscheidend ist die Kombination mehrerer Eigenschaften:
→ sehr hohe Reinheit ohne Lignin und Hemicellulose
→ Nanofaserstruktur mit großer innerer Oberfläche
→ extrem hohe Wasseraufnahme
→ stabiles dreidimensionales Fasernetz
→ gute Formbarkeit + Funktionalisierbarkeit
→ biologischer Ursprung + biologische Abbaubarkeit unter geeigneten Bedingungen
Vor allem die Nanostruktur eröffnet Möglichkeiten, die über klassische Papier- oder Textilcellulose hinausgehen. Wirkstoffe, Proteine oder leitfähige Bestandteile können in das Netzwerk eingebracht oder an seiner Oberfläche befestigt werden.
Im Februar 2026 zeigten Forscher beispielsweise, dass sich bakterielle Cellulose bereits während ihrer Biosynthese chemisch funktionalisieren lässt. Anschließend konnten unter anderem Peptide und Proteine an das Material gekoppelt werden.
Bakterielle Cellulose wird damit zunehmend nicht nur als Rohstoff, sondern als programmierbare Materialplattform betrachtet.
BNC für biobasierte Mode
Die folgenden drei Beispiele zeigen sehr anschaulich, wie unterschiedlich bakterielle Cellulose gerade im Modebereich Anwendung finden kann.
ScobyTec | Kinderschuhe aus bakterieller Nanocellulose
Ein frühes deutsches Beispiel stammt bereits aus dem Jahr 2017.
Der Kinderschuhhersteller Ricosta präsentierte damals Pepino-Schuhe mit einem Obermaterial aus ScobyTec BNC. Das mikrobiologisch erzeugte Nanofasermaterial wurde in Deutschland produziert und besaß laut Hersteller lederähnliche Eigenschaften.
ScobyTec entwickelte aus bakterieller Cellulose außerdem Prototypen für Handschuhe und Taschen. Wissenschaftliche Reviews führen diese Produkte heute als frühe Beispiele für die Nutzung von BNC in der Schuh- und Textilindustrie auf.
→ Der Ansatz zeigt einen entscheidenden Vorteil, denn BNC muss nicht erst zu Garn versponnen und anschließend gewebt werden. Sie kann direkt als zusammenhängende Materialfläche wachsen.
Celium | Fruchtreste werden zu GANNI-Taschen
Deutlich weiter industrialisiert ist inzwischen Celium des mexikanischen Biotech-Unternehmens Polybion.
Bakterien werden dort mit agroindustriellen Fruchtresten gefüttert und produzieren daraus Celluloseplatten. Nach der Ernte werden diese stabilisiert, getrocknet und anschließend ähnlich wie andere hochwertige Flächenmaterialien gefärbt, geprägt und weiterverarbeitet.
2025 brachte GANNI Celium erneut auf den Laufsteg der Paris Fashion Week. Für die Herbst-/Winterkollektion wurden zwei große XXL Hobo Bags daraus gezeigt. Die Brand führt Celium inzwischen offiziell als „bacterial cellulose derived textile“ in seinem Materialindex.
Polybion produziert das Material bereits in einer eigenen Anlage in Mexiko. Im Juli 2026 meldete das Unternehmen zudem die bislang größte dort hergestellte zusammenhängende Platte aus bakterieller Cellulose.
Damit nähert sich bakterielle Cellulose Schritt für Schritt einer Größenordnung, die für reale industrielle Anwendungen relevant wird.
Malai | Kokoswasser als Nährmedium
Einen anderen Weg verfolgt Malai Biomaterials in Südindien.
Das Unternehmen nutzt Restströme aus der Verarbeitung reifer Kokosnüsse als Nährmedium für celluloseproduzierende Bakterien. Die bakterielle Cellulose wird anschließend mit Naturfasern und pflanzlichen Komponenten zu einem flexiblen Biokomposit weiterentwickelt.
Aktuell bietet Malai außerdem ein neues Material namens Malai Pure an. Es besteht laut Hersteller aus bakterieller Cellulose und pflanzenbasierten Behandlungen und wird als 35 × 50 Zentimeter großes Flächenmaterial für Designer angeboten.
Das Beispiel zeigt zugleich, warum man auch bei solch innovativen Bio-Materialien genau hinschauen sollte. Ein fertiges Modeprodukt besteht nicht zwangsläufig ausschließlich aus bakterieller Cellulose. Je nach gewünschter Haltbarkeit, Flexibilität oder Wasserbeständigkeit kommen Fasern, natürliche Harze, Beschichtungen oder andere Komponenten hinzu.
Der nächste Schritt | Stoff + Farbe gleichzeitig wachsen lassen
Bemerkenswert ist darüber hinaus eine Entwicklung aus der synthetischen Biologie. Normalerweise wird ein Textil zuerst hergestellt und anschließend gefärbt. Forscher versuchen bei bakterieller Cellulose inzwischen, beide Schritte miteinander zu verbinden.
2024 berichtete ein Team um Forscher des Imperial College London in Nature Biotechnology über genetisch veränderte Komagataeibacter rhaeticus. Die Bakterien bildeten Cellulose und produzierten ein Enzym für die Melaninsynthese. Nach dem Wachstum wurde die Cellulose in einem Entwicklungsbad schwarz pigmentiert. Daraus fertigten die Forschenden unter anderem einen Schuh-Prototyp und ein Portemonnaie.
2026 folgte ein noch breiterer Ansatz: Ein Team des KAIST entwickelte ein One-Pot-Co-Kulturverfahren, bei dem Komagataeibacter xylinus die Cellulose produziert, während gentechnisch veränderte Escherichia coli natürliche Farbstoffe herstellen. Auf diese Weise entstanden Materialien in sieben Farben, darunter Grün, Blau, Violett, Rot, Orange und Gelb. Die Forscher ordnen die Technologie derzeit noch bei TRL 3 bis 4 (1) ein.
Langfristig könnte damit ein Teil klassischer Produktionsschritte verschmelzen:
Material wachsen lassen → gleichzeitig färben → ernten → weiterverarbeiten.
Für die Textilindustrie wäre das ein völlig anderes Produktionsprinzip.
Bakterielle Cellulose wird auch zu echten Fasern
Noch einen Schritt weiter geht das australische Unternehmen Nanollose, indem es mikrobielle Cellulose nicht als gewachsene Fläche, sondern als Cellulosequelle für regenerierte Fasern nutzt.
Aus der mikrobiell erzeugten Cellulose entsteht Nullarbor, eine Lyocellfaser, die zu Garn versponnen und anschließend mit vorhandenen industriellen Maschinen verarbeitet werden kann. Ein erstes tragbares Kleidungsstück wurde bereits produziert.
Damit ergeben sich für Mode im Grunde drei verschiedene Wege:
- bakterielle Cellulose direkt als Fläche nutzen
- sie zu Biokompositen weiterentwickeln
- die Cellulose lösen und daraus neue Textilfasern regenerieren
Gerade diese Bandbreite macht das Material technologisch so vielseitig.
Medizin + Kosmetik sind bereits deutlich weiter
Während viele Modeanwendungen noch zwischen Materialentwicklung, Kleinserie und Industrialisierung liegen, wird bakterielle Cellulose in der Medizin schon seit Jahrzehnten klinisch eingesetzt und untersucht.
Wundauflagen + Implantate
Das feuchte Nanofasernetz kann große Mengen Wasser speichern und sich gut an Oberflächen anschmiegen. Deshalb eignet sich bakterielle Cellulose unter anderem als Material für Wundauflagen.
Eine umfassende wissenschaftliche Auswertung von 2025 erfasste klinische Studien mit insgesamt 3.857 Personen. Untersucht wurden Anwendungen bei Verbrennungen, Hauttransplantationen und Geschwüren sowie inzwischen auch Implantate und Rekonstruktionen des Trommelfells. Mehrere medizinische Produkte aus bakterieller Cellulose sind bereits kommerziell erhältlich.
Biozellulose-Masken
Im Alltag begegnet uns das Material besonders häufig in Gesichtsmasken, da kosmetische Formulierungen besonders gut an der Cellulose haften und auch wieder an die Haut abgegeben werden.
Ein aktueller wissenschaftlicher Review von 2025 beschreibt neben Gesichtsmasken inzwischen auch Anwendungen in Cremes, Lotionen, Seren und transdermalen Systemen.
Ein sehr greifbares Beispiel gibt es sogar in der Drogerie. Die aktuelle Balea Reiswasser Biozellulose Maske verwendet laut dm ein Biozellulose-Tuch aus fermentiertem Kokoswasser.
→ Damit lässt sich eines der ungewöhnlichsten Biomaterialien der aktuellen Forschung bereits für wenige Euro selbst in die Hand nehmen.
Von Wearables bis zu Batterien
Das Nanofasernetz kann noch eine weitere Rolle übernehmen. Es eignet sich als Gerüst für Materialien, die zusätzliche technische Funktionen erhalten.
Sensoren auf Cellulosebasis
Ein großer Review im Chemical Engineering Journal untersuchte 2026 bakterielle Cellulose als Plattform für flexible und tragbare Sensoren.
Wird das Cellulosenetz mit leitfähigen Komponenten kombiniert, können daraus Materialien entstehen, die beispielsweise Druck, Dehnung oder Bewegung registrieren. Einsatzfelder reichen von Wearables bis zur Gesundheitsüberwachung.
Auch für Biosensoren wird BNC intensiv untersucht. Denkbar sind Anwendungen zur Erkennung von Biomarkern, Krankheitserregern, Pestiziden oder Schwermetallen.
Separatoren für Batterien
Auch im Inneren von Batterien könnte bakterielle Cellulose eine Funktion übernehmen. Zwischen den Elektroden befindet sich ein Separator. Bei Lithium-Ionen-Batterien besteht dieser häufig aus Polyethylen oder Polypropylen.
Bakterielle Cellulose bietet dagegen ein poröses Nanofasernetz mit hoher Elektrolytaffinität. Deshalb werden daraus Separatoren für Lithium-Ionen- und Lithium-Schwefel-Batterien entwickelt. Ein Review von 2024 fasst den aktuellen Forschungsstand zusammen.
Kann bakterielle Cellulose Plastik ersetzen?
Auch Verpackungen und Biokunststoffe gehören zu den großen Forschungsfeldern.
Die 2026 erschienene Nature Communications-Übersicht betrachtet bakterielle Cellulose gezielt als Ausgangsstoff für biologisch abbaubare Kunststoffmaterialien.
Dabei geht es nicht einfach darum, aus getrockneter Cellulose eine Plastiktüte zu formen. Das Material lässt sich vielmehr:
→ mit anderen Biopolymeren kombinieren
→ wasserabweisender oder flexibler machen
→ mit funktionellen Molekülen ausstatten
→ zu Filmen, Membranen und Verbundwerkstoffen verarbeiten
Entscheidend ist damit weniger der Eins-zu-eins-Ersatz eines bestehenden Kunststoffs als die Möglichkeit, Materialeigenschaften neu zusammenzustellen.
Wie nachhaltig ist bakterielle Cellulose?
Cellulose kann unabhängig von Baumwollfeldern oder Holzproduktion in kontrollierten Fermentationssystemen erzeugt werden. Besonders interessant sind Verfahren, die Lebensmittel- oder Agrarnebenströme als Kohlenstoffquelle einsetzen.
Eine Lebenszyklusanalyse von 2025 zeigt zugleich sehr konkret, wo die größten Stellschrauben liegen. Vor allem Nährmedium, Reinigung und Energieverbrauch beeinflussen die Umweltbilanz.
Als Cellulose-Pulp schnitt bakterielle Cellulose in dieser Untersuchung gegenüber den verglichenen Nanocellulose-Verfahren gut ab. Bei einer modellierten Weiterverarbeitung zu BC-Lyocell lagen mehrere Umweltwirkungen noch über konventioneller Baumwolle, Viskose und Lyocell, während sich Vorteile unter anderem bei Land- und Wasserverbrauch zeigten.
Genau deshalb sind Reststoffsubstrate und effizientere Bioreaktoren so relevant. Sie könnten aus einer technisch außergewöhnlichen Materialplattform zunehmend auch eine ökologisch konkurrenzfähige machen.
Fazit | Wenn Bakterien zu Materialfabriken werden
Bakterielle Cellulose steht an einem Punkt, an dem aus Biologie zunehmend Materialtechnologie wird. Jetzt entscheidet sich, wie gut sich Fermentation skalieren, automatisieren und mit Reststoffströmen verbinden lässt.
Gelingt dieser Schritt, könnten Mikroorganismen künftig nicht nur Ausgangsstoffe liefern, sondern Materialien direkt wachsen lassen, strukturieren und sogar funktionalisieren.
Das klingt futuristisch, ist aber längst mehr als eine Vision. Die entscheidende Frage lautet inzwischen nicht mehr, ob Bakterien Materialien herstellen können, sondern wie präzise wir ihre Produktion künftig steuern können.
(1) TRL steht für Technology Readiness Level. TRL 3 bezeichnet einen experimentellen Machbarkeitsnachweis, TRL 4 eine im Labor validierte Technologie.
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