Der erste Kunststoff, der auf mikroskopischer Ebene biologisch abbaubar ist

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US- Experten haben einen neuen Kunststoff auf Pflanzenbasis entwickelt, ihn zu Mikropartikeln zermahlen und anschließend mit drei Werkzeugen auf seine biologische Abbaubarkeit getestet.

Herkömmliches Mikroplastik kann 100 bis 1.000 Jahre brauchen, um sich zu zersetzen. Foto: Whitehoune/iStock — Herkömmliches Mikroplastik kann 100 bis 1.000 Jahre brauchen, um sich zu zersetzen. Foto: *Whitehoune/iStock*

Mikroplastik sind winzige, nahezu unzerstörbare Fragmente alltäglicher Kunststoffprodukte. Ein Expertenteam der University of California San Diego und des Materialforschungsunternehmens Algenesis entwickelte in weniger als sieben Monaten ein pflanzliches Polymer, das selbst auf Mikroplastikebene biologisch abbaubar ist, berichtete Science Daily am 25. März. Bedenken Sie, dass alle Kunststoffe Polymere sind, aber nicht alle Polymere Kunststoffe.

„Wir versuchen, Alternativen zu den gängigen Materialien zu finden und sicherzustellen, dass diese am Ende ihrer Nutzungsdauer biologisch abbaubar sind, anstatt sich in der Umwelt anzureichern“, sagte Michael Burkart, Professor für Chemie und Biochemie, Mitglied des Forschungsteams und Mitbegründer von Algenesis. Die neue Forschungsarbeit wurde in der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.

Um die biologische Abbaubarkeit zu testen, zermahlte das Team das neue Material zu winzigen Mikropartikeln und verwendete drei verschiedene Messinstrumente, um zu bestätigen, dass das Material bei Zugabe zum Kompost von Bakterien verdaut wurde.

Das erste Werkzeug ist ein Respirometer. Beim Abbau von Kompostmaterial setzen Bakterien CO2 frei, das mit einem Respirometer gemessen werden kann. Die Ergebnisse werden dann mit dem Abbau von Zellulose verglichen, die als Industriestandard für 100-prozentige biologische Abbaubarkeit gilt. Das neue Polymer auf Pflanzenbasis entspricht nahezu hundertprozentig der Zellulose.

Anschließend verwendete das Team ein Wasserflotationsverfahren. Der Kunststoff schwimmt und ist wasserunlöslich, sodass er leicht aufgesammelt werden kann. Nach 90 und 200 Tagen wurden fast 100 % des erdölbasierten Mikroplastiks zurückgewonnen, was darauf hindeutet, dass es nicht biologisch abbaubar ist. Nach 90 Tagen wurden jedoch nur 32 % des algenbasierten Mikroplastiks zurückgewonnen, was bedeutet, dass mehr als zwei Drittel biologisch abgebaut waren. Nach 200 Tagen sank diese Zahl auf 3 %, was bedeutet, dass 97 % verschwunden waren.

Das letzte Werkzeug umfasst eine chemische Analyse mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GCMS), die das Vorhandensein der Monomere erkennt, aus denen der Kunststoff besteht, und damit anzeigt, dass das Polymer in seine ursprünglichen Pflanzenmaterialien zerlegt wurde.

„Dieses Material ist der erste Kunststoff, der bei seiner Verwendung nachweislich keine Mikroplastikpartikel hinterlässt. Es ist nicht nur eine nachhaltige Lösung für Produktlebenszyklen und überfüllte Mülldeponien, sondern auch ein Kunststoff, der uns nicht krank macht“, sagte Studien-Co-Autor Stephen Mayfield, Professor an der School of Biological Sciences der University of California San Diego und Mitbegründer von Algenesis.

Die Herausforderung besteht nun darin, das neue Material auf Geräte anzuwenden, die ursprünglich für herkömmliche Kunststoffe entwickelt wurden. Algenesis macht dabei einige Fortschritte. Das Unternehmen kooperiert mit mehreren Unternehmen, um Produkte aus den pflanzlichen Polymeren der UC San Diego herzustellen, darunter Trelleborg, Hersteller beschichteter Stoffe, und RhinoShield, Hersteller von Handyhüllen.

Thu Thao (Laut Science Daily )

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