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Nat\u00fcrlich ist es nicht einfach, wettbewerbsf\u00e4hige Kunststoffe aus Biomasse herzustellen. Es gibt einen Grund daf\u00fcr, dass herk\u00f6mmliche Kunststoffe so weit verbreitet sind, denn sie vereinen niedrige Kosten, W\u00e4rmestabilit\u00e4t, mechanische Festigkeit, Verarbeitbarkeit und Kompatibilit\u00e4t – Eigenschaften, die jeder alternative Kunststoffersatz erf\u00fcllen oder \u00fcbertreffen muss. Und bisher war diese Aufgabe eine Herausforderung.<\/p>\n\n\n\n
Zumindest bis jetzt. Wissenschaftler um Professor Jeremy Luterbacher von der EPFL School of Basic Sciences haben erfolgreich einen aus Biomasse gewonnenen Kunststoff entwickelt, der \u00e4hnlich wie PET die Kriterien f\u00fcr den Ersatz mehrerer aktueller Kunststoffe erf\u00fcllt und gleichzeitig umweltfreundlicher ist.<\/p>\n\n\n\n
“Wir ‘kochen’ im Grunde nur Holz oder anderes nicht essbares Pflanzenmaterial, wie zum Beispiel landwirtschaftliche Abf\u00e4lle, in kosteng\u00fcnstigen Chemikalien, um den Kunststoffvorl\u00e4ufer in einem Schritt herzustellen”, sagt Luterbacher. “Da die Zuckerstruktur innerhalb der Molekularstruktur des Kunststoffs intakt bleibt, ist die Chemie viel einfacher als bei den derzeitigen Alternativen”.<\/p>\n\n\n\n
Die Technik basiert auf einer Entdeckung, die Luterbacher und seine Kollegen 2016 ver\u00f6ffentlicht haben, wonach die Zugabe eines Aldehyds bestimmte Fraktionen des Pflanzenmaterials stabilisieren und ihre Zerst\u00f6rung w\u00e4hrend der Extraktion verhindern kann. Durch die Umwidmung dieser Chemie waren die Forscher in der Lage, eine neue n\u00fctzliche biobasierte Chemikalie als Kunststoffvorprodukt herzustellen.<\/p>\n\n\n\n
“Durch die Verwendung eines anderen Aldehyds – Glyoxyls\u00e4ure anstelle von Formaldehyd – konnten wir einfach ‘klebrige’ Gruppen an beiden Seiten der Zuckermolek\u00fcle anbringen, die dann als Kunststoffbausteine dienen k\u00f6nnen”, sagt Lorenz Manker, Erstautor der Studie. “Mit dieser einfachen Technik sind wir in der Lage, bis zu 25 % des Gewichts von landwirtschaftlichen Abf\u00e4llen oder 95 % des gereinigten Zuckers in Kunststoff umzuwandeln.<\/p>\n\n\n\n
Die vielseitigen Eigenschaften dieser Kunststoffe k\u00f6nnten es erm\u00f6glichen, sie in Anwendungen von Verpackungen und Textilien bis hin zu Medizin und Elektronik zu verwenden. Die Forscher haben bereits Verpackungsfolien, Fasern, die zu Kleidung oder anderen Textilien versponnen werden k\u00f6nnen, und F\u00e4den f\u00fcr den 3D-Druck hergestellt.<\/p>\n\n\n\n
“Der Kunststoff hat sehr interessante Eigenschaften, vor allem f\u00fcr Anwendungen wie Lebensmittelverpackungen”, sagt Luterbacher. “Und was den Kunststoff einzigartig macht, ist das Vorhandensein einer intakten Zuckerstruktur. Dadurch ist er unglaublich einfach herzustellen, weil man nicht ver\u00e4ndern muss, was die Natur vorgibt, und er ist leicht abbaubar, weil er auf ein Molek\u00fcl zur\u00fcckgreifen kann, das in der Natur bereits reichlich vorhanden ist.”<\/p>\n\n\n\n