{"id":129508,"date":"2023-07-21T07:05:00","date_gmt":"2023-07-21T05:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=129508"},"modified":"2023-07-20T09:32:48","modified_gmt":"2023-07-20T07:32:48","slug":"neue-biologisch-abbaubare-kunststoffe-sind-in-ihrem-hinterhof-kompostierbar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neue-biologisch-abbaubare-kunststoffe-sind-in-ihrem-hinterhof-kompostierbar\/","title":{"rendered":"Neue biologisch abbaubare Kunststoffe sind in Ihrem Hinterhof kompostierbar"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Wir verwenden\u00a0Kunststoffe<\/a>\u00a0in fast allen Bereichen unseres Lebens. Diese Materialien sind billig in der Herstellung und unglaublich stabil. Das Problem entsteht, wenn wir etwas aus Plastik nicht mehr verwenden – es kann jahrelang in der Umwelt verbleiben. Im Laufe der Zeit zerf\u00e4llt Plastik in kleinere Fragmente, das so genannte\u00a0Mikroplastik<\/a>, das ein erhebliches Umwelt- und Gesundheitsproblem darstellen kann.<\/p>\n\n\n\n

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Diese Biokunststoffe werden aus pulverisierten blaugr\u00fcnen Cyanobakterienzellen, auch bekannt als Spirulina, hergestellt. Hier h\u00e4lt Mallory Parker, UW-Doktorandin der Materialwissenschaften und des Ingenieurwesens, einen aus Spirulina hergestellten Biokunststoffw\u00fcrfel hoch. \u00a9<\/strong> Mark Stone\/University of Washington<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die beste L\u00f6sung w\u00e4re es, stattdessen biobasierte Kunststoffe zu verwenden, die biologisch abbaubar sind, aber viele dieser Biokunststoffe sind nicht f\u00fcr den Abbau in der Kompostierung im Hinterhof geeignet. Sie m\u00fcssen in kommerziellen Kompostieranlagen verarbeitet werden, die nicht in allen Regionen des Landes zug\u00e4nglich sind.<\/p>\n\n\n\n

Ein Team unter der Leitung von Forschern der University of Washington hat neue Biokunststoffe entwickelt, die in der gleichen Zeitspanne abgebaut werden wie eine Bananenschale in einer Komposttonne im Hinterhof. Diese Biokunststoffe werden vollst\u00e4ndig aus pulverisierten blaugr\u00fcnen Cyanobakterienzellen, auch bekannt als Spirulina, hergestellt. Das Team verwendete Hitze und Druck, um das Spirulina-Pulver in verschiedene Formen zu bringen, die gleiche Verarbeitungstechnik, die auch bei der Herstellung herk\u00f6mmlicher Kunststoffe verwendet wird. Die Biokunststoffe des UW-Teams haben mechanische Eigenschaften, die mit denen von Einwegkunststoffen aus Erd\u00f6l vergleichbar sind.<\/p>\n\n\n\n

Das Team ver\u00f6ffentlichte diese Ergebnisse am 20. Juni in Advanced Functional Materials<\/em>.<\/p>\n\n\n\n

“Wir waren motiviert, Biokunststoffe zu entwickeln, die in unseren Hinterh\u00f6fen biologisch gewonnen werden und biologisch abbaubar sind, w\u00e4hrend sie gleichzeitig verarbeitbar, skalierbar und recycelbar sind”, sagte die Hauptautorin Eleftheria Roumeli, UW-Assistenzprofessorin f\u00fcr Materialwissenschaft und Ingenieurwesen. “Die von uns entwickelten Biokunststoffe, die ausschlie\u00dflich aus Spirulina bestehen, haben nicht nur ein \u00e4hnliches Abbauprofil wie organische Abf\u00e4lle, sondern sind im Durchschnitt auch zehnmal st\u00e4rker und steifer als die bisher bekannten Spirulina-Biokunststoffe. Diese Eigenschaften er\u00f6ffnen neue M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die praktische Anwendung von Kunststoffen auf Spirulina-Basis in verschiedenen Branchen, darunter Einwegverpackungen f\u00fcr Lebensmittel oder Haushaltskunststoffe wie Flaschen oder Tabletts”.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher haben sich aus mehreren Gr\u00fcnden f\u00fcr die Verwendung von Spirulina zur Herstellung ihrer Biokunststoffe entschieden. Zun\u00e4chst einmal kann sie in gro\u00dfem Ma\u00dfstab angebaut werden, da sie bereits f\u00fcr verschiedene Lebensmittel und Kosmetika verwendet wird. Au\u00dferdem binden Spirulina-Zellen w\u00e4hrend ihres Wachstums Kohlendioxid, was diese Biomasse zu einem kohlenstoffneutralen bzw. potenziell kohlenstoffnegativen Ausgangsstoff f\u00fcr Kunststoffe macht.<\/p>\n\n\n\n

“Spirulina hat auch einzigartige feuerbest\u00e4ndige Eigenschaften”, sagte der Hauptautor Hareesh Iyer, ein Doktorand der UW-Materialwissenschaft und -Technik. “Wenn sie einem Feuer ausgesetzt wird, erlischt sie sofort von selbst, im Gegensatz zu vielen herk\u00f6mmlichen Kunststoffen, die entweder verbrennen oder schmelzen. Diese feuerbest\u00e4ndige Eigenschaft macht Kunststoffe auf Spirulina-Basis vorteilhaft f\u00fcr Anwendungen, f\u00fcr die herk\u00f6mmliche Kunststoffe aufgrund ihrer Entflammbarkeit nicht geeignet sind. Ein Beispiel w\u00e4ren Kunststoffgestelle in Rechenzentren, da die Systeme, die zur K\u00fchlung der Server verwendet werden, sehr hei\u00df werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Die Herstellung von Kunststoffprodukten erfordert h\u00e4ufig einen Prozess, bei dem der Kunststoff durch Hitze und Druck in die gew\u00fcnschte Form gebracht wird. Das UW-Team verfolgte bei seinen Biokunststoffen einen \u00e4hnlichen Ansatz.<\/p>\n\n\n\n

“Das bedeutet, dass wir die Fertigungsstra\u00dfen nicht von Grund auf neu entwerfen m\u00fcssen, wenn wir unsere Materialien in industriellem Ma\u00dfstab einsetzen wollen”, so Roumeli. “Wir haben eine der \u00fcblichen Barrieren zwischen dem Labor und der Skalierung auf den industriellen Bedarf beseitigt. Viele Biokunststoffe werden beispielsweise aus Molek\u00fclen hergestellt, die aus Biomasse wie Algen extrahiert und mit Leistungsmodifikatoren gemischt werden, bevor sie zu Folien gegossen werden. Bei diesem Verfahren m\u00fcssen die Materialien vor dem Gie\u00dfen in Form einer L\u00f6sung vorliegen, und das ist nicht skalierbar.<\/p>\n\n\n\n

Andere Forscher haben Spirulina zur Herstellung von Biokunststoffen verwendet, aber die Biokunststoffe der UW-Forscher sind viel st\u00e4rker und steifer als fr\u00fchere Versuche. Das UW-Team optimierte die Mikrostruktur und die Bindung innerhalb dieser Biokunststoffe, indem es die Verarbeitungsbedingungen – wie Temperatur, Druck und Zeit im Extruder oder in der Hei\u00dfpresse – ver\u00e4nderte und die strukturellen Eigenschaften der resultierenden Materialien, einschlie\u00dflich ihrer Festigkeit, Steifigkeit und Z\u00e4higkeit, untersuchte.<\/p>\n\n\n\n

Diese Biokunststoffe sind noch nicht ganz reif f\u00fcr den industriellen Einsatz. So sind diese Materialien zwar fest, aber immer noch recht spr\u00f6de. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass sie empfindlich gegen\u00fcber Wasser sind. “Man m\u00f6chte nicht, dass es auf diese Materialien regnet”, so Iyer.<\/p>\n\n\n\n

Das Team befasst sich mit diesen Problemen und untersucht weiterhin die grundlegenden Prinzipien, die das Verhalten dieser Materialien bestimmen. Die Forscher hoffen, durch die Schaffung eines Sortiments von Biokunststoffen f\u00fcr verschiedene Situationen geeignet zu sein. Dies w\u00e4re vergleichbar mit der Vielfalt der bestehenden Kunststoffe auf Erd\u00f6lbasis. Die neu entwickelten Materialien sind au\u00dferdem recycelbar.<\/p>\n\n\n\n

“Biologischer Abbau ist nicht unser bevorzugtes End-of-Life-Szenario”, sagte Roumeli. “Unsere Spirulina-Biokunststoffe k\u00f6nnen durch mechanisches Recycling wiederverwertet werden, was sehr einfach ist. Die Menschen recyceln jedoch nicht oft Kunststoffe, daher ist es ein zus\u00e4tzlicher Bonus, dass unsere Biokunststoffe in der Umwelt schnell abgebaut werden.”<\/p>\n\n\n\n

Co-Autoren dieser Arbeit sind die UW-Doktoranden Ian Campbell und Mallory Parker, Paul Grandgeorge, ein UW-Postdoktorand in Materialwissenschaft und Technik, und Andrew Jimenez, der diese Arbeit als UW-Postdoktorand in Materialwissenschaft und Technik abgeschlossen hat und jetzt bei Intel arbeitet; Michael Holden, ein UW-Masterstudent, der Materialwissenschaften und Ingenieurwesen studiert; Mathangi Venkatesh, ein UW-Bachelorstudent, der Chemieingenieurwesen studiert; Marissa Nelsen, die diese Arbeit als UW-Bachelorstudentin im Fach Biologie abgeschlossen hat; und Bichlien Nguyen, ein Hauptforscher bei Microsoft. Diese Forschung wurde von Microsoft, Meta und der National Science Foundation finanziert.<\/p>\n\n\n\n

ORIGINALVER\u00d6FFENTLICHUNG<\/h3>\n\n\n\n

Advanced Functional Materials | Fabricating Strong and Stiff Bioplastics from Whole Spirulina Cells | 20-Jun-2023<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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