Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Washington University in St. Louis (USA) hat gerade ein neues Biokunststoffmaterial namens LEAFF angekündigt – kurz für „Advanced Multilayer Bio-leaf“. Dieses Material hat eine Struktur, die Baumblättern nachempfunden ist. Die Kernschicht besteht aus Zellulose-Nanofasern, die auf beiden Seiten von PLA-Kunststoff (Polymilchsäure) umgeben sind.
Diese dreischichtige Struktur erhöht die Zugfestigkeit, Zähigkeit, Wasserbeständigkeit und Bedruckbarkeit und ermöglicht gleichzeitig den natürlichen biologischen Abbau des Materials, ohne dass industrielle Kompostierungsanlagen erforderlich sind.
LEAFF weist eine deutlich höhere Zugfestigkeit auf als herkömmliche Kunststoffe wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP). In mechanischen Tests zeigte die LEAFF-Folie die doppelte Festigkeit von reinem PLA und übertraf andere kommerzielle Biokunststoffe deutlich. Darüber hinaus ist das Material feuchtigkeitsbeständig, gasdicht, behält seine mechanische Stabilität über viele Tage hinweg und verformt sich bei Wassereinwirkung nicht.
LEAFF zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, in der natürlichen Umwelt biologisch abzubauen. Herkömmliche PLA-Kunststoffe können nur unter industriellen Kompostierungsbedingungen mit hohen Temperaturen und kontrollierter Luftfeuchtigkeit schnell abgebaut werden. Mit einem Zellulose-Nanofaserkern und einer mehrschichtigen biobasierten Struktur beginnt LEAFF jedoch bei Kontakt mit Mikroorganismen in Erde oder Wasser zu zerfallen, ohne dass besondere Behandlungsbedingungen erforderlich sind. Nach etwa zwei Wochen kann das Material seine Masse in bakterienreichen Umgebungen wie Seewasser oder feuchter Erde deutlich reduzieren.
Die Arbeit erweitert zudem die Möglichkeiten der Materialproduktion durch die Erprobung verschiedener Biomassequellen. Das Team nutzte Kohlendioxid, Maisabfälle, Lignin (aus Holz) und Lebensmittelabfälle, um mithilfe des Bakteriums Pseudomonas putida Biopolymere zu synthetisieren. Dieses Bakterium ist in der Lage, komplexe organische Verbindungen zu absorbieren und in Polyhydroxyalkanoat (PHA) oder Polyhydroxybutyrat (PHB) umzuwandeln – zwei Arten von Biokunststoffen mit hohem Potenzial hinsichtlich biologischer Abbaubarkeit und Biosicherheit.
Zusätzlich zu PLA wurde LEAFF auch in Kombination mit PHB getestet, um die mechanischen Eigenschaften des Materials weiter zu verbessern. In Kombination mit einem Zellulosekern ergab die dreischichtige PHB-Folie ein Material mit höherer Flexibilität bei gleichzeitiger effektiver Abbaubarkeit. Bemerkenswert ist, dass diese Varianten weiterhin mit herkömmlichen Folienextrusionsverfahren der Verpackungsindustrie hergestellt werden konnten.
Ein weiterer Vorteil von LEAFF ist die Möglichkeit, Informationen mit Biotinten direkt auf die Oberfläche zu drucken, ohne dass eine Beschichtung erforderlich ist. Diese Eigenschaft eignet sich besonders für Lebensmittelverpackungen, Etiketten oder medizinische Verpackungsanwendungen, bei denen sowohl antibakterielle als auch umweltfreundliche Eigenschaften erforderlich sind.
LEAFF gilt derzeit als eine der neuesten technischen Lösungen zum Ersatz herkömmlicher Kunststoffmaterialien in Anwendungen, die eine hohe Haltbarkeit erfordern, aber dennoch die biologische Abbaubarkeit unter normalen Bedingungen gewährleisten.
Quelle: https://khoahocdoisong.vn/my-phat-trien-loai-nhua-sinh-hoc-moi-than-thien-voi-moi-truong-post2149043234.html
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