Neuer Kunststoff wird biologisch abbaubar

Abbau von Bakterien-TPU (unten) und konventioneller Prozess (Foto: ucsd.edu)

San Diego (pte025/02.05.2024/11:30) - Schuhsohlen aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) lassen sich dank einer Innovation von Forschern der University of California San Diego ( https://ucsd.edu/ ) künftig bedenkenlos im Kompost entsorgen. Die winzigen Überreste mindern die Qualität des Kompostes nicht, ebenso wenig wie Styroporpartikel, die beigegeben werden, um die Erde lockerer zu machen, heißt es.

Hitzebeständige Bakterien

Jon Pokorski und sein Team haben das TPU-Granulat, aus dem die Sohlen beispielsweise durch Spritzguss oder Extrusion hergestellt werden, mit den Sporen eines Stammes von Bacillus subtilis vermischt, der die Fähigkeit hat, Polymere abzubauen. Im natürlichen Zustand würden die Sporen den Produktionsprozess von Schuhsohlen und anderen TPU-Produkten nicht überleben, weil die Temperatur dabei mindestens 135 Grad Celsius erreicht. Die Forscher veränderten die Bakterien "evolutionär", also nicht durch Genmanipulation, damit sie die hohen Temperaturen überleben.

Die verwendete Technik wird als adaptive Laborevolution bezeichnet und schafft einen Stamm, der den Extrusionstemperaturen standhält. Bei diesem Verfahren werden die Sporen gezüchtet, über immer längere Zeiträume extremen Temperaturen ausgesetzt, die sie sich teilweise anpassen. Die Stämme, die diesen Prozess überleben, werden dann isoliert und durchlaufen den Zyklus erneut, bis sie die für natürliche Sporen mörderischen Temperaturen überleben.

Ungefährlich für Mensch und Tier

Zur Herstellung des biologisch abbaubaren Kunststoffs haben die Forscher Bacillus subtilis-Sporen und TPU-Granulat in einen Kunststoffextruder gegeben. Die Zutaten wurden vermischt, bei 135 Grad Celsius geschmolzen und dann als dünne Kunststoffstreifen extrudiert. Sobald die Sporen mit den Mikroorganismen in Berührung kommen, die in Kompostbehältern biologischen Müll abbauen, werden sie aktiv und zerlegen den Kunststoff.

Eine Gefahr für die Umwelt sieht Pokorski nicht. Die Bakterien werden auch in Probiotika verwendet und sind für Menschen und Tiere ungefährlich, Sie können für die Pflanzengesundheit sogar von Nutzen sein. Der Kunststoff wird durch den Einbau der Sporen sogar zu seinem Vorteil verändert. Sie dienen nebenbei als verstärkender Füllstoff. Das Ergebnis ist eine TPU-Variante mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, die mehr Kraft erfordert, um zu brechen, und eine größere Dehnbarkeit aufweist.

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