Der erste Kunststoff, der auf mikroskopischer Ebene biologisch abbaubar ist

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US- Experten entwickeln neuen Kunststoff auf Pflanzenbasis, zermahlen ihn zu Mikropartikeln und testen mit drei Werkzeugen seine biologische Abbaubarkeit.

Die Zersetzung herkömmlicher Mikroplastikpartikel kann 100 bis 1.000 Jahre dauern. Foto: Whitehoune/iStock — Die Zersetzung herkömmlicher Mikroplastikpartikel kann 100 bis 1.000 Jahre dauern. Foto: *Whitehoune/iStock*

Mikroplastik sind winzige, nahezu unzerstörbare Fragmente, die aus alltäglichen Kunststoffprodukten stammen. Ein Expertenteam der University of California in San Diego und das Materialforschungsunternehmen Algenesis haben ein Polymer auf Pflanzenbasis entwickelt, das in weniger als sieben Monaten biologisch abbaubar ist, sogar auf Mikroplastikebene, berichtete Science Daily am 25. März. Bedenken Sie, dass alle Kunststoffe Polymere sind, aber nicht alle Polymere Kunststoffe sind.

„Wir versuchen, Alternativen zu den aktuellen Materialien zu finden und sicherzustellen, dass die alternativen Materialien am Ende ihrer Nutzungsdauer biologisch abbaubar sind, anstatt sich in der Umwelt anzusammeln“, sagte Michael Burkart, Professor für Chemie und Biochemie, Mitglied des Forschungsteams und Mitbegründer von Algenesis. Neue Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.

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

Das erste Hilfsmittel ist das Spirometer. Wenn Bakterien organisches Material zersetzen, setzen sie CO2 frei, das mit einem Respirometer gemessen werden kann. Die Ergebnisse wurden dann mit dem Abbau von Zellulose verglichen, der als Industriestandard für 100 % biologische Abbaubarkeit gilt. Neues Polymer auf Pflanzenbasis entspricht Zellulose nahezu zu 100 %.

Als nächstes verwendete das Forschungsteam die Wasserflotationsmethode. Kunststoff schwimmt und löst sich nicht im Wasser auf, sodass er leicht aufgesammelt werden kann. In den 90- und 200-tägigen Zeiträumen wurden nahezu 100 % der auf Erdöl basierenden Mikroplastikpartikel zurückgewonnen, was darauf hindeutet, dass sie nicht biologisch abbaubar waren. Nach 90 Tagen wurden jedoch nur 32 % der algenbasierten Mikroplastikpartikel gefunden, 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 nachweislich bei Gebrauch kein Mikroplastik 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, neue Materialien auf Geräte anzuwenden, die ursprünglich aus herkömmlichen Kunststoffen hergestellt wurden. Algenesis macht in diesem Prozess einige Fortschritte. Sie arbeiten mit einer Reihe von Unternehmen zusammen, um Produkte unter Verwendung der pflanzlichen Polymere der University of California San Diego herzustellen, beispielsweise mit Trelleborg für seine beschichteten Stoffe und RhinoShield für seine Handyhüllen.

Thu Thao (Laut Science Daily )

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