{"id":122794,"date":"2023-02-20T07:32:00","date_gmt":"2023-02-20T06:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=122794"},"modified":"2023-02-15T12:50:25","modified_gmt":"2023-02-15T11:50:25","slug":"abbau-von-plastikabfall-durch-neu-entwickelte-biokatalysatoren-moglich","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/abbau-von-plastikabfall-durch-neu-entwickelte-biokatalysatoren-moglich\/","title":{"rendered":"Abbau von Plastikabfall durch neu entwickelte Biokatalysatoren m\u00f6glich"},"content":{"rendered":"\n

<\/h2>\n\n\n\n\n\n
\"Aus
Aus Polyurethan hergestellte Matratze, \u00a9 Covestro AG<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Kunststoffe Polyurethan und Polyvinylalkohol k\u00f6nnen mit Hilfe von Enzymen als Biokatalysatoren unter milden Bedingungen abgebaut werden. Ein Team der Universit\u00e4t Greifswald hat zusammen mit dem deutschen Unternehmen Covestro und Teams aus Leipzig und Irland zwei neue Verfahren daf\u00fcr entwickelt. Dies wurde jetzt in der Fachzeitschrift Angew. Chem.<\/em> Int. Ed<\/em>. in zwei Publikationen (DOI: 10.1002\/anie.202216220<\/a> und DOI: 10.1002\/anie.202216962<\/a>) ver\u00f6ffentlicht. Somit wurde die Voraussetzung geschaffen, beide Kunststoffe ressourcenschonend zu verwerten und umweltfreundliche Verfahren zu deren Recycling zu entwickeln, um das weltweite Problem des Plastikm\u00fclls f\u00fcr diese beiden industriell in gro\u00dfen Mengen hergestellten synthetischen Polymere zu verringern. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Kunststoffe sind aktuell noch unentbehrlich f\u00fcr die Herstellung von Baumaterialien, elektrischen Isolierungen, Getr\u00e4nke- und Lebensmittelverpackungen, Textilien und vielen weiteren Anwendungen. Leider hat die Massenproduktion von Plastik, vor allem f\u00fcr Verpackungen, weltweit zu einer enormen Plastikverschmutzung unserer Umwelt gef\u00fchrt. Die beiden Kunststoffe Polyurethan und Polyvinylalkohol machen rund acht Prozent der Kunststoffproduktion in Europa aus. Seit einigen Jahren wird intensiv an Methoden geforscht, die ein umweltfreundliches Recycling von Kunststoffen erm\u00f6glichen. Dieses w\u00fcrde nicht nur die Umwelt entlasten, sondern es w\u00e4re weniger Erd\u00f6l zur erneuten Herstellung von Plastik notwendig. Zudem w\u00fcrde erheblich weniger Treibhausgas CO2<\/sub> emittiert werden, da auf eine Verbrennung des Kunststoffabfalls in M\u00fcllverbrennungsanlagen verzichtet werden kann.<\/p>\n\n\n\n

Polyurethane (PUR) werden zur Herstellung von Matratzen, D\u00e4mmstoffen, Thermoplasten (z.B. f\u00fcr Sportschuhe) und f\u00fcr Beschichtungen (Dichtungsmittel, Farben und Klebstoffe) verwendet. F\u00fcr diese Stoffe gibt es bereits grundlegende chemische Verfahren, um diese abzubauen. Sie erfordern jedoch einen erheblichen Energieeinsatz, da hohe Temperaturen und Dr\u00fccke n\u00f6tig sind. Biotechnologische Verfahren unter Einsatz von Mikroorganismen oder Enzymen als nat\u00fcrliche Biokatalysatoren sind eine Alternative, da diese bei moderaten Temperaturen bis ca. 40\u00b0C und ohne Einsatz chemischer Reagenzien den Abbau der Plastikmolek\u00fcle und vor allem ein Recycling, also die Gewinnung der Bausteine zur Herstellung neuer Kunststoffe erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

\"Prof.
Prof. Dr. Uwe Bornscheuer, Institut f\u00fcr Biochemie an der Universit\u00e4t Greifswald \u00a9 Laura Schirrmeister, 2022<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Das Team von Prof. Dr. Uwe Bornscheuer vom Institut f\u00fcr Biochemie der Universit\u00e4t Greifswald hat nun zusammen mit Wissenschaftler*innen der Firma Covestro in Leverkusen genau die Enzyme identifiziert, die nach einer chemischen Vorbehandlung in der Lage sind, Polyurethane in seine Bausteine zu zerlegen. <\/p>\n\n\n\n

\u201eDie Suche nach diesen speziellen Biokatalysatoren war sehr aufwendig und wir mussten ca. zwei Millionen Kandidaten durchmustern, um die ersten drei Enzyme zu finden, die nachweislich in der Lage sind, die spezielle Bindung in Polyurethan aufzubrechen\u201c, beschreibt Doktorand Yannick Branson (Universit\u00e4t Greifswald<\/strong>) die Herausforderung dieses Projekts. <\/p>

\u201eMit dieser bahnbrechenden Entdeckung haben wir nun die Voraussetzung geschaffen, diese Biokatalysatoren durch Methoden des Protein-Engineerings weiter zu verbessern, um sie f\u00fcr ein industrielles Recycling von Polyurethan ma\u00dfschneidern zu k\u00f6nnen\u201c, f\u00fchrt Prof. Dr. Uwe Bornscheuer (Universit\u00e4t Greifswald)<\/strong> weiter aus. <\/p>

\u201eMit Hilfe der neu identifizierten Enzyme kommen wir unserem Ziel einer vollst\u00e4ndigen Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffindustrie ein St\u00fcck n\u00e4her\u201c, erg\u00e4nzt ,<\/strong>(Leverkusen) leitet.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Polyvinylalkohole (PVA) haben vielseitige Eigenschaften und werden ebenfalls breit eingesetzt, z. B. bei der Beschichtung von Fasern und als Folien f\u00fcr Verpackungen. F\u00fcr den Abbau von PVA gab es bislang ebenfalls keine ausgereiften Verfahren. Hier konnten die Forscher*innen um Professor Bornscheuer zusammen mit einem Polymerexperten des University College Dublin (Irland) und Wissenschaftler*innen aus Leipzig ebenfalls die Grundlagen f\u00fcr ein biotechnologisches Verfahren entwickeln. Der Abbau von PVA konnte hier durch die geschickte Kombination von drei verschiedenen Enzymen erzielt werden, die nach und nach das Polymer so ver\u00e4ndern, bis Bruchst\u00fccke entstehen, die stofflich verwertet werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Auch wenn die jetzt ver\u00f6ffentlichten Erkenntnisse einen wichtigen Durchbruch darstellen, wird es voraussichtlich noch einige Jahre dauern, bis ein Industrieverfahren ausgereift ist, mit dem ein gro\u00dftechnisches Recycling dieses Plastikm\u00fclls m\u00f6glich sein wird.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Informationen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Urethanases for the enzymatic hydrolysis of low molecular weight carbamates and the recycling of polyurethanes, Angew. Chem. Int. Ed<\/em>., 62<\/strong>, e202216220. Der Artikel ist zu finden unter: https:\/\/doi.org\/10.1002\/anie.202216962<\/a><\/p>\n\n\n\n

Urethanasen f\u00fcr die enzymatische Hydrolyse niedermolekularer Carbamate und das Recycling von Polyurethanen (auf Deutsch), Angew. Chem. Int. Ed<\/em>., 135<\/strong>, e202216220. Der Artikel ist zu finden unter: https:\/\/doi.org\/10.1002\/ange.202216962<\/a><\/p>\n\n\n\n

Synthesis of modified poly(vinyl alcohol)s and their degradation using an enzymatic cascade, Angew. <\/em>Chem. Int. Ed<\/em>., 62<\/strong>, e202216220.
Der Artikel ist zu finden unter: https:\/\/doi.org\/10.1002\/anie.202216220<\/a><\/p>\n\n\n\n

Synthese modifizierter Poly(vinylalkohole) und deren Abbau durch eine Enzymkaskade, Angew. Chem.<\/em>, 135<\/strong>, e202216220 (auf Deutsch).
Der Artikel ist zu finden unter: https:\/\/doi.org\/10.1002\/ange.202216220<\/a><\/p>\n\n\n\n

Video- oder Audioanfragen m\u00f6glich<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Wir bieten ein Interview im Video- oder Audioformat an. In dem Interview wurden die folgenden Fragen gestellt:
K\u00f6nnen Sie uns erkl\u00e4ren, was Sie gemacht haben bzw. welche Beitrag Ihre aktuelle Forschung leistet?
Ist es m\u00f6glich, mit diesen neuen Verfahren das weltweite Plastikproblem zu l\u00f6sen?
Ist diese Methode f\u00fcr auch f\u00fcr Kunststoffabfall in den Ozeanen anwendbar?
Ist diese Methode f\u00fcr auch f\u00fcr Mikroplastik anwendbar?
Wie lange wird es dauern, bis dieses Verfahren marktreif ist?
 <\/p>\n\n\n\n

Kontakt<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Prof. Dr. Uwe Bornscheuer
Institut f\u00fcr Biochemie
Felix-Hausdorff-Stra\u00dfe 4, 17489 Greifswald
Telefon +49 3834 420 4367
E-Mail: uwe.bornscheuer@uni-greifswald.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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