US- Experten entwickeln neuen Kunststoff auf Pflanzenbasis, zermahlen ihn zu Mikrokügelchen und testen mit drei Werkzeugen seine biologische Abbaubarkeit.
Herkömmliches Mikroplastik kann 100 bis 1.000 Jahre brauchen, um sich zu zersetzen. Foto: Whitehoune/iStock
Mikroplastik sind winzige, nahezu unzerstörbare Fragmente alltäglicher Kunststoffprodukte. Ein Expertenteam der University of California San Diego und des Materialforschungsunternehmens Algenesis entwickelte ein pflanzliches Polymer, das selbst auf Mikroplastikebene in weniger als sieben Monaten biologisch abbaubar ist, berichtete Science Daily am 25. März. Bedenken Sie, dass alle Kunststoffe Polymere sind, aber nicht alle Polymere Kunststoffe.
„Wir versuchen, Alternativen zu den aktuellen Materialien zu finden und sicherzustellen, dass die alternativen Materialien am Ende ihrer Nutzungsdauer biologisch abbaubar sind, anstatt sich in der Umwelt anzureichern“, sagte Michael Burkart, Professor für Chemie und Biochemie, Mitglied des Forschungsteams und Mitbegründer von Algenesis. Die neue Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Scientific Reports veröffentlicht.
Um die biologische Abbaubarkeit zu testen, zermahlte das Team das neue Material zu mikroskopisch kleinen Partikeln und verwendete drei verschiedene Messinstrumente, um zu bestätigen, dass das Material bei Zugabe zum Kompost von Bakterien verdaut wurde.
Das erste Werkzeug ist ein Respirometer. Beim Abbau von Kompostmaterial setzen Bakterien CO2 frei, das mit einem Respirometer gemessen werden kann. Die Ergebnisse werden dann mit dem Abbau von Zellulose verglichen, der als Industriestandard für 100-prozentige biologische Abbaubarkeit gilt. Das neue Polymer auf Pflanzenbasis entspricht nahezu hundertprozentig der Zellulose.
Anschließend verwendete das Team ein Wasserflotationsverfahren. Der Kunststoff schwimmt und ist wasserunlöslich, sodass er leicht aufgesammelt werden kann. Nach 90 und 200 Tagen wurden fast 100 % der erdölbasierten Mikroplastikpartikel zurückgewonnen, was darauf hindeutet, dass sie nicht biologisch abbaubar sind. Nach 90 Tagen wurden jedoch nur 32 % der algenbasierten Mikroplastikpartikel zurückgewonnen, was bedeutet, dass mehr als zwei Drittel biologisch abgebaut waren. Nach 200 Tagen sank diese Zahl auf 3 %, was bedeutet, dass 97 % verschwunden waren.
Das letzte Werkzeug umfasst eine chemische Analyse mittels Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GCMS), die das Vorhandensein der Monomere erkennt, aus denen der Kunststoff besteht, und damit anzeigt, dass das Polymer in seine ursprünglichen Pflanzenmaterialien zerlegt wurde.
„Dieses Material ist der erste Kunststoff, der nachweislich bei Gebrauch kein Mikroplastik hinterlässt. Es ist nicht nur eine nachhaltige Lösung für Produktlebenszyklen und überfüllte Mülldeponien, sondern auch ein Kunststoff, der uns nicht krank macht“, sagte Studien-Co-Autor Stephen Mayfield, Professor an der School of Biological Sciences der University of California San Diego und Mitbegründer von Algenesis.
Die Herausforderung besteht nun darin, das neue Material auf Geräte anzuwenden, die ursprünglich für herkömmliche Kunststoffe entwickelt wurden. Algenesis macht auf diesem Gebiet einige Fortschritte. Das Unternehmen kooperiert mit mehreren Unternehmen, um Produkte aus den pflanzlichen Polymeren der UC San Diego herzustellen, darunter Trelleborg, Hersteller beschichteter Stoffe, und RhinoShield, Hersteller von Handyhüllen.
Thu Thao (Laut Science Daily )
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