{"id":105448,"date":"2022-03-02T07:17:00","date_gmt":"2022-03-02T06:17:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=105448"},"modified":"2022-02-28T12:31:03","modified_gmt":"2022-02-28T11:31:03","slug":"fest-und-elastisch-aber-abbaubar-protein-basierte-biokunststoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/fest-und-elastisch-aber-abbaubar-protein-basierte-biokunststoffe\/","title":{"rendered":"Fest und elastisch, aber abbaubar: Protein-basierte Biokunststoffe"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Mehr als acht Millionenen Tonnen Kunststoff gelangen jedes Jahr in die Ozeane \u2013 eine ernste Gefahr f\u00fcr Umwelt und Gesundheit. Bioabbaubarer Biokunststoffe k\u00f6nnten ein Ausweg sein. In der Zeitschrift Angewandte Chemie<\/em> stellt ein Forschungsteam jetzt einen neuen Ansatz zur Herstellung einfach verarbeitbarer, bioabbaubarer, biokompatibler Kunststoffe mit g\u00fcnstigen mechanischen Eigenschaften auf Protein-Basis vor.<\/p>\n\n\n\n

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\u00a9 Wiley-VCH<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Ob Verpackung oder Spielzeug, ob Mulchfolie oder Auto: Kunststoffe auf Basis von Erd\u00f6l sind allgegenw\u00e4rtig. Die Nachfrag steigt ebenso wie die M\u00fcllberge. Biokunststoffe auf Basis nat\u00fcrlicher Rohstoffe, wie St\u00e4rke, sowie synthetischer Biomaterialien, wie Polymilchs\u00e4ure, zeigten bisher meist mangelhafte Festigkeit, Biokompatibilit\u00e4t und\/oder Bioabbaubarkeit. Oft ben\u00f6tigen sie zudem komplexe energieverschlingende Verarbeitungsprozesse sowie giftige Chemikalien.<\/p>\n\n\n\n

Dem Team um Jingjing Li und Yawei Liu (Chinesische Akademie der Wissenschaften in Changchun) sowie Bo Wei (The First Medical Center of PLA General Hospital) stellen jetzt neuartige Biokunststoffe mit gezielt einstellbaren Eigenschaften vor. Dazu entwarfen sie zwei Lysin-reiche Proteine und stellten sie in Bakterienkulturen her: \u201eELP\u201c ist ein dem Bindegewebsprotein Elastin \u00e4hnliches Polypeptid ohne definierte Faltung, das Festigkeit und Elastizit\u00e4t mitbringt. \u201eSRT\u201c besteht aus ELP- plus kristallinen Segmenten eines Tintenfisch-Proteins mit \u03b2-Faltblatt-Struktur.<\/p>\n\n\n\n

ELP (oder SRT) wird \u00fcber seine Lysin-Amino-Seitengruppen mit einem Polyethylenglykol (PEG)-Derivat quervernetzt. (PEG wird u.a. pharmazeutisch verwendet.) Erfolgt dies in Wasser, kann das Material anschlie\u00dfend einfach in einer \u201eGussform\u201c getrocknet werden. Ergebnis ist ein fester, transparenter, l\u00f6sungsmittelbest\u00e4ndiger Biokunststoff, dessen mechanische Eigenschaften \u00fcber den Anteil an PEG variiert werden k\u00f6nnen. So lassen sich Biokunststoffe mit hoher mechanischer Festigkeit bei Raumtemperatur in beliebiger Form herstellen \u2013 ohne giftige Chemikalien und aufwendige Verarbeitungsschritte wie Verfl\u00fcssigung, Extrusion oder Blasformen. In ihrer Bruchspannung \u00fcbertreffen sie viele kommerzielle Kunststoffe. Problem ist derzeit noch ihr Aufquellen in Wasser.<\/p>\n\n\n\n

Wird ELP in Wasser\/Glycerin-L\u00f6sung vernetzt, geliert das Material zu weichen, elastischen Biokunststoffen. Au\u00dferdem stellte das Team durch Nass-Spinnen Biofasern her, die so fest wie manche biotechnologischen Spinnenseiden sind. Das nat\u00fcrliche Enzym Elastase baut die Biokunststoffe vollst\u00e4ndig ab.<\/p>\n\n\n\n

Spielzeuge aus dem neuen nicht toxischen, mit Lebensmittelfarbe f\u00e4rbbaren Biokunststoff w\u00e4ren denkbar. Auch als Wundkleber kommt das blutstillend wirkende Material in Betracht. Implantate w\u00e4ren zudem nach wenigen Wochen komplett abgebaut.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine Informationsspeicherung k\u00f6nnte ELP zusammen mit Peptiden polymerisiert werden, denen \u00fcber ihre spezifischen Aminos\u00e4uresequenzen Codes einprogrammiert wurden. Per Sequenzierung lie\u00dfen sich die Informationen sp\u00e4ter wieder auslesen. Dabei w\u00e4ren h\u00f6here Informationsdichten als mit DNA-Datenspeichern m\u00f6glich.<\/p>\n\n\n\n

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Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n