Bahnbrechende Technologie erzeugt biologisch abbaubaren Kunststoff aus Mais.

Laut einer in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie hat ein gemeinsames Forschungsteam aus China und den Niederlanden erfolgreich einen neuen Biokunststoff aus Mais entwickelt. Die Technologie ist von Spinnenseide inspiriert. Die Forscher gehen davon aus, dass dieser Biokunststoff eine nachhaltigere Alternative zu Kunststoffen auf Basis fossiler Brennstoffe darstellen könnte.

Die meisten Kunststoffe werden heute aus Erdöl und Erdgas hergestellt, was zu zahlreichen Umweltproblemen führt, darunter Kohlenstoffemissionen und andere Schadstoffe. Darüber hinaus ist Kunststoffabfall nur sehr schwer auf natürliche Weise abbaubar, wodurch Mikroplastik entsteht.

Daher versuchen Wissenschaftler in jüngster Zeit, pflanzenbasierte „Biokunststoffe“ zu erforschen und zu entwickeln, um herkömmliche Kunststoffe zu ersetzen. Die meisten dieser Materialien sind jedoch oft spröde, brechen leicht oder bieten keinen ausreichenden Schutz vor Feuchtigkeit oder Sauerstoff. Dies macht sie ungeeignet für Branchen wie Lebensmittelverpackungen, Fasern oder langlebige Materialien.

Laut einer kürzlich veröffentlichten Studie haben Wissenschaftler das Problem gelöst. Sie konzentrierten sich auf Zein – ein natürlich vorkommendes Protein, das in Mais enthalten ist und häufig als Nebenprodukt bei der Maisverarbeitung oder der Ethanolproduktion anfällt. Dieses Biopolymer zeichnet sich durch seine Haltbarkeit, Flexibilität und seine Fähigkeit aus, sich innerhalb weniger Wochen im Boden zu zersetzen. Darüber hinaus untersuchte das Team auch die Seidenproduktion von Spinnen, um das neue Material zu entwickeln.

Experten haben mithilfe einer von Spinnenseide inspirierten Technologie einen neuen Biokunststoff aus Mais entwickelt. Foto: Jee & Rani Nature Photography/Wikimedia Commons.

Spinnenseide gilt seit Langem als eines der stärksten natürlichen Materialien der Welt, was ihre Zugfestigkeit betrifft. Sie ist zudem leicht, flexibel und biologisch abbaubar. Bei der Seidenproduktion kontrollieren Spinnen präzise den Säuregrad, den Wassergehalt und die Proteinanordnung in ihren Seidendrüsen, um eine einzigartig widerstandsfähige Molekularstruktur zu erzeugen.

Inspiriert vom Seidenproduktionsmechanismus von Spinnen, schmolz oder verarbeitete das Forschungsteam Maisprotein nicht wie bei der herkömmlichen Kunststoffherstellung, sondern reorganisierte die Proteinmoleküle ähnlich wie bei der Spinnenseidenproduktion. Dieses Verfahren trägt dazu bei, dass sich die Zeinproteine besser ausrichten und fester verbinden, was zu einem Material mit überlegener Festigkeit führt.

Aus dem neuen Polymer stellte das Forschungsteam Fasern, Folien und dünne Platten her und nannte das Material „Plantymer“. Experten zufolge ist Plantymer äußerst wasser- und sauerstoffbeständig und eignet sich daher für zahlreiche industrielle Anwendungen. Bemerkenswert ist, dass sich etwa 80 % des Materials innerhalb eines Monats im Boden zersetzen.

Wissenschaftler weisen jedoch darauf hin, dass sich die neue Technologie derzeit in der Forschungsphase befindet und zahlreiche Herausforderungen zu bewältigen sind, bevor sie in großem Maßstab kommerzialisiert werden kann. Dazu gehört die Frage, ob die Versorgung mit Zein für die großtechnische Herstellung des „Plantymers“ die Ernährungssicherheit beeinträchtigt, sowie die Beständigkeit des Materials bei längerer Einwirkung von Temperatur und Licht.

Quelle: https://khoahocdoisong.vn/cong-nghe-dot-pha-tao-nhua-sinh-hoc-tu-ngo-phan-huy-nhanh-post2149101700.html