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Gegen den Plastikmüll: Ein umweltfreundlicher Kunststoff aus Mikroben

Ein neuer, wiederverwendbarer Kunststoff ist biologisch, umweltschonend und hat auch bei der Herstellung einige Vorteile gegenüber bisherigen Kunststoffen.



Einem Forschungsteam ist es mit dem Einsatz von Mikroben gelungen, wiederverwertbaren Kunststoff herzustellen. Es könnten petrochemikalisch und damit umweltschädlich hergestellte Kunststoffe künftig durch eine umweltfreundlichere Alternative ersetzt werden.

Die meisten Kunststoffabfälle können bisher nicht ausreichend recycelt werden. Zudem befinden sich in einigen Produkten umweltschädliche Chemikalien, die in die Böden, in das Grundwasser oder ins Meer gelangen können. Weltweite Regulation und Verbote für die Verwendung der giftigen Stoffe gibt es nämlich nicht.

Mit dem offenbar unendlich wiederverwertbaren Kunststoff namens Polydiketoenamin, kurz PDK, könnte sich das Problem beheben lassen. Ein wesentlicher Faktor bei neuen Techniken sind oft die Herstellungskosten. Hier habe der Kunststoff gegenüber der Verwendung von Petrochemikalien einige Vorteile, erklärte das Forschungsteam.

PDK soll vielseitig anwendbar sein

PDK könnten für eine Vielzahl von Produkten verwendet werden, darunter Klebstoffe, flexible Gegenstände wie Computerkabel oder Uhrenarmbänder, aber auch für Baumaterialien und starre Kunststoffe wie harte Duroplaste, die durch einen Aushärtungsprozess hergestellt werden.

Zudem erweitert die Einarbeitung des Moleküls Triacetyllacton (Biotal) den Arbeitstemperaturbereich im Vergleich zur petrochemischen Version um bis zu 60 Grad Celsius. Damit das gelingt, hat das Team den natürlich im Darm von Vögeln und warmblütigen Säugetieren vorkommenden Keim Escherichia coli (E. coli) manipuliert. Einen Teil des Ausgangsstoffs, eben das Biotal, haben sie in Zucker, der aus Pflanzen stammt, umgewandelt. Dadurch konnten sie PDK mit einem Bioanteil von 80 Prozent herstellen.

Ein alternativer Biokunststoff könnte gut für die Umwelt sein

"Wir können unsere schwindenden Vorräte an fossilen Brennstoffen nicht weiter nutzen, um unser unstillbares Verlangen nach Kunststoffen zu stillen", sagte Jay Keasling, Professor an der UC Berkeley laut Pressemitteilung. Er ist leitender Wissenschaftler im Bereich Biowissenschaften des Berkeley Lab und Mitautor der Studie.

Das Umweltprogramm der Vereinten Nationen schätzt, dass wir weltweit jedes Jahr etwa 400 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle produzieren. Bis 2050 sollen es voraussichtlich mehr als eine Milliarde Tonnen sein. Von den sieben Milliarden Tonnen Plastikmüll, die bereits produziert werden, werden nur etwa zehn Prozent recycelt. Der Großteil landet auf der Mülldeponie oder wird verbrannt.

Zur Studie

Bis zur Marktreife des neuen Stoffs wird es noch dauern. Bis dahin optimiert das Forschungsteam den Biokunststoff. Die dazugehörige Studie wurde am 27. Juli 2023 in der Fachzeitschrift Nature Sustainability publiziert. Der Titel lautet: Biorenewable and circular polydiketoenamine plastics.

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