{"id":102466,"date":"2022-01-07T07:15:00","date_gmt":"2022-01-07T06:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=102466"},"modified":"2022-01-04T12:08:14","modified_gmt":"2022-01-04T11:08:14","slug":"forschende-zeigen-wie-sich-synthetisches-gummirohmaterial-abbauen-lasst","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/forschende-zeigen-wie-sich-synthetisches-gummirohmaterial-abbauen-lasst\/","title":{"rendered":"Forschende zeigen, wie sich synthetisches Gummirohmaterial abbauen l\u00e4sst"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Enzyme sind in der Lage, synthetisches Polyisopren abzubauen. Die richtigen Bedingungen daf\u00fcr haben nun Forschende der Martin-Luther-Universit\u00e4t Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts f\u00fcr Pflanzenbiochemie (IPB) geschaffen. Polyisopren ist Hauptbestandteil von Naturkautschuk und von vielen Gummisorten, die beispielsweise auch in Autoreifen genutzt werden. Bislang konnte nur Polyisopren abgebaut werden, das dem nat\u00fcrlich vorkommenden sehr \u00e4hnlich ist. Die Forschung k\u00f6nnte wichtige Erkenntnisse auf dem Weg in Richtung Kreislaufwirtschaft liefern. Die Studie erschien im Fachjournal “Green Chemistry<\/em>“<\/a>.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Naturkautschuk wird f\u00fcr die Gewinnung von Polyisopren verwendet, aus dem viele Gummi- und Kunststoffsorten bestehen. Polyisopren ist ein langkettiges Molek\u00fcl, das durch Verkn\u00fcpfung von Hunderten bis Tausenden kleinerer Isoprenmolek\u00fcle entsteht. “Verschiedene Bakterien sind in der Lage, nat\u00fcrliches Polyisopren mit Hilfe von Enzymen abzubauen”, sagt der Chemiker Vico Adjedje von der MLU. Enzyme sind Biomolek\u00fcle, die chemische Reaktionen in allen lebenden Organismen – von simplen Einzellern bis zum Menschen – erst erm\u00f6glichen. Da der weltweite Bedarf an Gummiprodukten gr\u00f6\u00dfer ist, als durch Naturkautschuk gedeckt werden kann, wird der Ausgangsstoff auch k\u00fcnstlich hergestellt. Die nat\u00fcrliche und die synthetische Variante haben \u00e4hnliche Eigenschaften, unterscheiden sich aber zum Teil in der Struktur der Molek\u00fcle, aus denen sie aufgebaut sind.<\/p>\n\n\n\n

Die Gruppen von Prof. Dr. Wolfgang Binder an der MLU und Jun.-Prof. Dr. Martin Weissenborn vom IPB und der MLU haben nun einen Weg gefunden, k\u00fcnstlich hergestelltes Polyisopren mit Hilfe des Enzyms LCPK30 zu zersetzen. “Wir sind die ersten, denen es gelungen ist, das Polyisopren in eine Darreichungsform zu bringen, mit der das Enzym auch arbeiten kann”, sagt Binder. Dabei haben sich die Forschenden von der Natur inspirieren lassen: “Unsere Vermutung war, dass synthetisches Polyisopren in einer Emulsion vorliegen sollte, damit das Enzym richtig arbeiten kann”, so Adjedje.<\/p>\n\n\n\n

Eine Emulsion ist beispielsweise Milch, die zum Gro\u00dfteil aus Wasser und Fett besteht. Letzteres bildet wenige Mikrometer gro\u00dfe K\u00fcgelchen und seine feine Verteilung im Wasser sorgt auch daf\u00fcr, dass Milch tr\u00fcb ist. Genauso wie Fett ist Polyisopren in Wasser quasi unl\u00f6slich. Die Natur schafft es dennoch, es gleichm\u00e4\u00dfig im Wasser zu verteilen: als milchig-wei\u00dfer Latexsaft, der auf Gummiplantagen geerntet und zu Naturkautschuk weiterverarbeitet wird. Mit Hilfe eines speziellen L\u00f6semittels gelang es den Forschenden, auch synthetisch hergestelltes Polyisopren gleichm\u00e4\u00dfig in Wasser zu verteilen, w\u00e4hrend das Enzym \u00fcber die Reaktionszeit intakt blieb und die langen Molek\u00fclketten des Polyisoprens in deutlich kleinere Teile zerlegte.<\/p>\n\n\n\n

Das Ziel der Forschenden ist es, k\u00fcnftig auch andere \u00e4hnliche Stoffe aus Autoreifen abbauen zu k\u00f6nnen. “Bis zum fertigen Reifen passiert einiges mit dem Ausgangsmaterial: die Molek\u00fclketten werden chemisch quervernetzt, um die mechanischen Eigenschaften zu ver\u00e4ndern. Weichmacher und Antioxidationsmittel kommen hinzu. Vor allem Letztere sind ein Problem f\u00fcr das Enzym, weil sie seine Struktur angreifen”, sagt Adjedje. Die Ergebnisse geben auch wichtige Anst\u00f6\u00dfe in Richtung Kreislaufwirtschaft. “Wir k\u00f6nnten die Abbauprodukte weiterverarbeiten zu Feinchemikalien und Duftstoffen – oder wieder neue Kunststoffe herstellen”, erkl\u00e4rt Binder. Die Forschenden haben LCPK30 so verwendet, wie es in der Natur vorkommt. Die Arbeitsgruppe von Weissenborn arbeitet nun daran, das Enzym so zu optimieren, dass es unempfindlicher gegen L\u00f6semittel wird und weitere Reaktionen ausl\u00f6st.<\/p>\n\n\n\n

Die Studie wurde mit Mitteln aus dem “Leibniz Research Cluster” und im Rahmen der internationalen Graduiertenschule AGRIPOLY mit Geldern des Europ\u00e4ischen Fonds f\u00fcr Regionale Entwicklung (EFRE) sowie des Landes Sachsen-Anhalt unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

Ver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Adjedje V. et al., Enzymatic degradation of synthetic polyisoprenes via surfactant-free polymer emulsification. Green Chemistry (2021). doi.org\/10.1039\/D1GC03515K<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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