{"id":183029,"date":"2026-10-30T07:35:00","date_gmt":"2026-10-30T06:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=183029"},"modified":"2026-10-28T10:11:24","modified_gmt":"2026-10-28T09:11:24","slug":"neuer-ansatz-fur-nachhaltige-kunststoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/neuer-ansatz-fur-nachhaltige-kunststoffe\/","title":{"rendered":"Neuer Ansatz f\u00fcr nachhaltige Kunststoffe"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"K\u00fcnstlicher<\/figure><\/div>\n\n\n

Polystyrol geh\u00f6rt zu den wichtigsten Kunststoffen weltweit, gilt aber bislang als wenig nachhaltig. Seine Herstellung basiert auf fossilen Rohstoffen, ben\u00f6tigt viel Energie und das Material wird selten recycelt. Ein vom Helmholtz-Zentrum Hereon geleitetes Forschungsteam hat nun ein alternatives Polystyrol entwickelt, das nachwachsende Rohstoffe enth\u00e4lt, energieeffizient hergestellt werden kann und abbaubar ist. Die Ergebnisse wurden <\/strong>k\u00fcrzlich in der Fachzeitschrift\u00a0Chem Circularity<\/em>\u00a0ver\u00f6ffentlicht.<\/strong>\u00a0<\/a><\/p>\n\n\n

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\"Die
Die Autoren der Ver\u00f6ffentlichung v.l.n.r.: Susanne Schwanz, Dr. Thomas Emmler, Dr. Michael Schroeter, Phannaro Nhem, Prof. Francesca M. Toma, Dr. Manfred Gossen, Dr. Katarzyna Polak-Kras\u0144a, Dr. Navid Khani, Yiduo Zhou, Dr. Weiwei Wang. \u00a9 Hereon\/Marcel Schwickerath<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Es steckt in Schutzverpackungen f\u00fcr Fernseher und Elektroger\u00e4te, in Zier- und Sockelleisten f\u00fcr den Innenausbau von H\u00e4usern und auch in Petrischalen. Polystyrol ist einer der weltweit bedeutendsten Kunststoffe. Knapp 20 Millionen Tonnen werden davon j\u00e4hrlich produziert. Das Material wird \u00fcberwiegend aus Roh\u00f6l hergestellt und ist kaum recyclebar \u2013 fabrikneue Polystyrole sind preiswerter, gebrauchte Produkte werden meist verbrannt oder deponiert. Wie andere Kunststoffe ist das Polystyrol in der Natur kaum abbaubar.

Die Forschenden haben nun ein nachhaltigeres Polystyrol entwickelt. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eDie Faktoren abbaubare Rohstoffe, Energieverbrauch und Recycling sind ein gro\u00dfer Fortschritt\u201c, sagt Doktorand Phannaro Nhem, der derzeit bei Prof. Francesca Toma promoviert, der Leiterin des Hereon-Instituts f\u00fcr Funktionale Materialien f\u00fcr Nachhaltigkeit<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Beteiligt waren zudem Forschende der Brandenburgischen Technischen Universit\u00e4t Cottbus-Senftenberg (BTU), der Freien Universit\u00e4t Berlin und der Helmut-Schmidt-Universit\u00e4t Hamburg.<\/p>\n\n\n\n

50 Prozent nachwachsende Rohstoffe<\/h3>\n\n\n\n

Handels\u00fcbliches Polystyrol wird hergestellt, indem man Styrol-Molek\u00fcle miteinander zum Kunststoff reagieren l\u00e4sst. Dabei verbinden sich die Styrol-Molek\u00fcle zu einer stabilen Kette. Der Beh\u00e4lter, in dem die Reaktion stattfindet, muss daf\u00fcr aufgeheizt werden. Das Team erg\u00e4nzte die Styrol-Molek\u00fcle durch die chemische Verbindung Itacons\u00e4ureanhydrid. Sie l\u00e4sst sich durch Fermentation aus pflanzlichen Kohlenhydraten wie etwa Zucker herstellen. Das Polystyrol enth\u00e4lt dann rund 50 Prozent jenes biobasierten Rohstoffs.\u00a0

Auch der Herstellungsprozess wurde energieeffizienter: Statt beheizter Reaktionsgef\u00e4\u00dfe nutzten die Forschenden Mikrowellenstrahlung als W\u00e4rmequelle. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eDas ist wie in der heimischen K\u00fcche. Essen auf dem Herd warm zu machen, dauert lange und verbraucht viel Energie. Die Mikrowellen sind schneller\u201c, sagt Phannaro Nhem<\/strong>. \u201eBislang hat sich die Mikrowellentechnologie in der Polymersynthese noch nicht breit durchgesetzt\u201c, sagt Francesca Toma.<\/strong> \u201eUnsere Ergebnisse zeigen, dass sie sich als energieeffizientere Alternative f\u00fcr gesteuerte Polymerisationsprozesse etablieren k\u00f6nnte.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Sollbruchstelle f\u00fcr das Recycling <\/h3>\n\n\n\n
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\"Die
Die Mini-Petrischalen haben die ben\u00f6tigte Qualit\u00e4t. \u00a9 Hereon\/Marcel Schwickerath<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Zus\u00e4tzlich nutzte das Team die Verbindung dibenzo[c,e]oxepane-5-thione (DOT) als Monomer, wodurch Thioestergruppen in das Material integriert wurden. Diese Bausteine wirken im Polymernetzwerk als gezielt eingebaute Sollbruchstellen. Dadurch l\u00e4sst sich das Material sp\u00e4ter chemisch in kleinere Fragmente zerlegen.<\/p>\n\n\n\n

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\u201eAnders als herk\u00f6mmliches Polystyrol zerf\u00e4llt unsere Variante dadurch in kleine Bruchst\u00fccke\u201c, sagt Nhem<\/strong>. Auch Bakterien seien in der Lage, die kleinen Polystyrol-Fragmente zu verarbeiten \u2013 ein klassisches, fest gekn\u00fcpftes Polystyrol nicht. \u201eDas neue Polymer ist nach dem Prinzip des Design-for-Degradation entwickelt worden, dem kontrollierten Abbau am Ende seiner Lebenszeit\u201c, erg\u00e4nzt Francesca Toma<\/strong>, \u201edamit er\u00f6ffnet es dem Werkstoff Polystyrol einen Weg hin zu geschlossenen Materialkreisl\u00e4ufen und in die Kreislaufwirtschaft.\u201c<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Erste Versuche zeigen, dass sich das Material auf Spritzgussanlagen verarbeiten l\u00e4sst. Mit der aktuellen Laboranlage fertigte das Team zun\u00e4chst Mini-Petrischalen in der Gr\u00f6\u00dfe einer 1-Euro-M\u00fcnze. Perspektivisch sind aber viele Anwendungen denkbar. Erste Untersuchungen mit menschlichen Stammzellen deuten zudem darauf hin, dass das Material gut biologisch vertr\u00e4glich ist und sich f\u00fcr Zellkulturen ebenso eignet wie kommerziell verf\u00fcgbares Polystyrol.<\/p>\n\n\n\n

Originalpublikation<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

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Spitzenforschung f\u00fcr eine Welt im Wandel<\/h3>\n\n\n\n

Das Ziel der Wissenschaft am Helmholtz-Zentrum Hereon ist der Erhalt einer lebenswerten Welt. Daf\u00fcr erzeugen rund 1000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Wissen und erforschen neue Technologien f\u00fcr mehr Resilienz und Nachhaltigkeit \u2013 zum Wohle von Klima, K\u00fcste und Mensch. Der Weg von der Idee zur Innovation f\u00fchrt \u00fcber ein kontinuierliches Wechselspiel zwischen Experimentalstudien, Modellierungen und k\u00fcnstlicher Intelligenz bis hin zu Digitalen Zwillingen, die die vielf\u00e4ltigen Parameter von Klima und K\u00fcste oder der Biologie des Menschen im Rechner abbilden. Damit wird interdisziplin\u00e4r der Bogen vom grundlegenden wissenschaftlichen Verst\u00e4ndnis komplexer Systeme hin zu Szenarien und praxisnahen Anwendungen geschlagen. Als aktives Mitglied in nationalen und internationalen Forschungsnetzwerken und im Verbund der Helmholtz-Gemeinschaft unterst\u00fctzt das Hereon mit dem Transfer der gewonnenen Expertise Politik, Wirtschaft und Gesellschaft bei der Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft.<\/p>\n\n\n\n

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

Phannaro Nhem<\/strong>
Wissenschaftler, Institut f\u00fcr Funktionale Materialien f\u00fcr Nachhaltigkeit
Tel.: +49 (0)3328 352-375
E-Mail<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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