{"id":139813,"date":"2024-03-01T07:03:00","date_gmt":"2024-03-01T06:03:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=139813"},"modified":"2024-02-28T11:39:24","modified_gmt":"2024-02-28T10:39:24","slug":"kunststoff-abbau-dank-eiweis-anker","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kunststoff-abbau-dank-eiweis-anker\/","title":{"rendered":"Kunststoff-Abbau dank Eiwei\u00df-Anker"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Polystyrol ist sehr verbreiteter Kunststoff, der im Gemisch mit anderen Materialien kaum wiederverwertbar und nicht bioabbaubar ist. In der Zeitschrift Angewandte Chemie<\/em> stellt ein deutsches Forschungsteam einen Biohybrid-Katalysator vor, der Polystyrol-Mikropartikel oxidiert, um einen anschlie\u00dfenden chemischen Abbau zu erleichtern. Der Katalysator besteht aus einem speziell konstruierten \u201eAnkerpeptid\u201c, das auf Polystyrol-Oberfl\u00e4chen haftet, und einem Kobalt-Komplex, der das Polystyrol oxidiert.<\/strong><\/p>\n\n\n

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

Polystyrol kommt \u2013 allein oder im Verbund mit anderen Polymeren \u2013 in vielen Anwendungen vor, vom Joghurtbecher bis zum Ger\u00e4tegeh\u00e4use. In seiner besonders unter dem Handelsnamen \u201eStyropor\u201c bekannten, gesch\u00e4umten Form, wird es z.B. zur W\u00e4rmed\u00e4mmung und als Verpackungsmaterial eingesetzt. Ein gro\u00dfer Nachteil von Polystyrol ist seine schlechte biologische Abbaubarkeit, was zu Umweltverschmutzung f\u00fchrt. Sortenrein und sauber ist Polystyrol gut recycelbar, nicht aber verschmutzt oder im Gemisch oder im Verbund mit anderen Materialien. In kommunalen Recyclingprogrammen k\u00f6nnen gemischte Polystyrol-Kunststoffabf\u00e4lle und Abbauprodukte wie Polystyrol-Nano- und -Mikropartikel nur schwer verwertet werden. Das Problem: Polystyrol ist wasserabweisend und unpolar und kann daher mit vielen g\u00e4ngigen polaren Reaktanden nicht reagieren.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr ein einfaches, kosteng\u00fcnstiges, energieeffizientes Verfahren zum Abbau gemischter Polystyrol-Abf\u00e4lle m\u00fcsste das Polystyrol zuallererst mit polaren funktionellen Gruppen ausgestattet werden. Das Team um Ulrich Schwaneberg und Jun Okuda von der RWTH Aachen hat jetzt einen neuartigen biohybriden Katalysator f\u00fcr diesen Schritt entwickelt. Er basiert auf sog. Ankerpeptiden und einem Kobalt-Komplex.<\/p>\n\n\n\n

Ankerpeptide sind kurze Eiwei\u00dfketten, die auf Oberfl\u00e4chen haften k\u00f6nnen. Das Team hatte ein spezielles Ankerpeptid entwickelt (LCI, \u201cliquid chromatography peak I\u201d), das an Polystyrol-Oberfl\u00e4chen bindet. Ein Gramm des Peptids reicht, um eine Oberfl\u00e4che bis zu 654 m2<\/sup> innerhalb von Minuten in Form einer Monoschicht durch Bespr\u00fchen oder Eintauchen zu bedecken.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber ein kurzes Verbindungsst\u00fcck wird das Ankerpeptid an einen katalytisch aktiven Kobaltkomplex gekn\u00fcpft. Das Kobaltatom wird dabei von einem makrozyklischen Liganden \u201eeingefasst\u201c, einem Ring aus acht Kohlenstoff- und vier Stickstoffatomen (TACD, 1,4,7,10-Tetraazacyclododekan). Der Katalysator ist in der Lage, C\u2013H-Bindungen von Polystyrol-Mikropartikeln mit Oxone (Kaliumperoxomonosulfat), einem g\u00e4ngigen Oxidationsmittel, zu oxidieren und so polare OH-Gruppen einzubauen (Hydroxylierung). Die Ankerpeptide k\u00f6nnen Material-spezifisch an Oberfl\u00e4chen binden und \u00fcber diese orientiere Immobilisierung das katalytisch aktive Kobalt nah an die Polystyrol-Oberfl\u00e4che bringen und so die Reaktion beschleunigen. Der einfache, kosteng\u00fcnstige und energieeffiziente Ansatz ist \u00fcber Tauch- und Spr\u00fchapplikationen skalierbar und f\u00fcr den technischen Ma\u00dfstab geeignet.<\/p>\n\n\n\n

Das Hybridkatalysator-Konzept mit Material-spezifischer Anbindung \u00fcber Ankerpeptide k\u00f6nnte \u00fcber konjugierte chemische Katalysatoren den Material-spezifischen Abbau weiterer hydrophober Polymere, wie Polypropylen oder Polyethylen, erm\u00f6glichen, die mittels Enzymen nicht \u00f6konomisch abbaubar sind.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcber den Autor \/ die Autorin<\/h3>\n\n\n\n

Prof. Ulrich Schwaneberg und Prof. Jun Okuda haben an der RWTH Aachen ihre Expertise im Protein-Engineering, im Design von Metallozymen und in der Polymerisationskatalyse kombiniert, um gemeinsam das Gebiet der biohybriden Katalysatoren weiterzuentwickeln. Ziel dieser Forschung ist es, Enzymen neue Reaktionen beizubringen und dadurch nachhaltige Prozesse f\u00fcr die Synthese und Depolymerisation von Polymeren zu entwickeln.<\/p>\n\n\n\n

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

Jun Okuda, Rheinisch-Westf\u00e4lische Technische Hochschule Aachen (Deutschland)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Originalartikel herunterladen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Ein modifiziertes Ankerpeptid LCI mit einem Cobalt-Cofaktor verbessert die Oxidationseffizienz von Polystyrol-Mikropartikeln<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Polystyrol ist sehr verbreiteter Kunststoff, der im Gemisch mit anderen Materialien kaum wiederverwertbar und nicht bioabbaubar ist. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellt ein deutsches Forschungsteam einen Biohybrid-Katalysator vor, der Polystyrol-Mikropartikel oxidiert, um einen anschlie\u00dfenden chemischen Abbau zu erleichtern. Der Katalysator besteht aus einem speziell konstruierten \u201eAnkerpeptid\u201c, das auf Polystyrol-Oberfl\u00e4chen haftet, und einem Kobalt-Komplex, der das Polystyrol […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":139816,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Peptid mit Kobalt-Komplex oxidiert Polystyrol-Mikropartikel","footnotes":""},"categories":[5572,17143],"tags":[16933,15124,11841,13118,12593,17332],"supplier":[19411,98],"class_list":["post-139813","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bio-based","category-recycling","tag-biohybrid","tag-katalysator","tag-kreislaufwirtschaft","tag-kunststoff","tag-polymer","tag-polystrol","supplier-angewandte-chemie-journal","supplier-rheinisch-westfaelische-technische-hochschule-aachen-rwth"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/139813","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=139813"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/139813\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/139816"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=139813"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=139813"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=139813"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=139813"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}