Biologisch abbaubares Mineralplastik

Kunststoffabfälle in der Natur stellen ein großes ökologisches Problem dar, denn Plastik aus Polyethylen ist kaum biologisch abbaubar. Chemiker der Universität Konstanz entwickelten ein umweltverträgliches Mineralplastik mit herausragenden Eigenschaften.

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Entwickelt hat den neuen Kunststoff die Arbeitsgruppe um den Chemiker Professor Helmut Cölfen von der Universität Konstanz. Hauptbestandteil des ökologischen Plastiks ist Polyglutaminsäure, ein natürliches Biopolymer. Dieser Grundbaustein kann mit Hilfe von Mikroorganismen hergestellt werden und ist mikrobiell abbaubar. Ihr innovatives Produkt stellten die Wissenschaftler bereits im Jahr 2016 vor. Allerdings war der Grundbaustein Polyacrylsäure, welche kaum biologisch abbaubar ist.

„Unser neues Mineralplastik hat dieselben positiven Eigenschaften wie das alte, besitzt jedoch den entscheidenden Vorteil, dass sein Grundbaustein – die Polyglutaminsäure – mithilfe von Mikroorganismen hergestellt werden kann und vollkommen biologisch abbaubar ist“, erklärt Cölfen.

Doch das neue Plastikmaterial hat noch weitere Vorteile: Durch seinen hohen Mineralanteil ist der Kunststoff äußerst hitzebeständig. Bei Erwärmung wird das Mineralplastik sogar noch härter als herkömmliches Plastik. Durch seine Hitzebeständigkeit eignet sich der neue Kunststoff hervorragend als feuerfestes Dämmmaterial.

Zudem lässt sich das Material energieeffizient bei Raumtemperatur herstellen und das nur mit Wasser und ohne Lösungsmittel. Durch freie Verformbarkeit kann das Mineralplastik immer wieder neu verwendet werden und besitzt sogar Selbstheilungskräfte. Durch Zugabe von Wasser lässt sich der Kunststoff von der festen Form in weiches Hydrogel überführen. Nach Trocknung sind Kratzer wieder verschwunden.

Gemeinsam mit den Biologen David Schleheck und Postdoc Harry Lerner vom Fachbereich Biologie der Universität Konstanz wiesen die Chemiker die biologische Abbaubarkeit des Plastiks nach. Bei den Versuchen stellte sich heraus, dass natürlich vorkommende Mikroorganismen den Kunststoff nach nur 32 Tagen vollständig verstoffwechselt hatten.

Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Neuentwicklung in der Fachzeitschrift Small Methods.

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Der Schweizer Bundesrat hat Ende vergangener Woche 650 Mio. Franken für Ausschreibungen im Horizon Europe-Förderprogramm freigegeben. Da die Schweiz als nicht assoziierter Drittstaat gilt, wären Schweizer Wissenschaftler und Unternehmen ohne die Förderung von zwei Dritteln der Ausschreibungen des von 2021 bis 2027 laufenden EU-Programms ausgeschlossen.

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