Forscher haben einen revolutionären Biokunststoff entwickelt, der mithilfe von Bakterien nach Gebrauch dank der Kunststoffzersetzung vollständig abgebaut werden kann. Diese bahnbrechende Entdeckung könnte ein wichtiger Schritt zur Lösung der globalen Plastikkrise sein.
Lebende Bakteriensporen als Füllstoffe
Das Forscherteam um Prof. Dr. Sarah Miller von der University of California hat thermoplastische Polyurethane (TPUs) mit lebenden Bakteriensporen als Füllstoffe kombiniert. Die verwendeten Bacillus subtilis Sporen wurden genetisch so modifiziert, dass sie den Kunststoff (Mikroplastik) nach Gebrauch effektiv zersetzen können.
Die Bakteriensporen bleiben während der Herstellung und Nutzung des Kunststoffs inaktiv. Erst wenn der Kunststoff in einer Umgebung mit ausreichend Feuchtigkeit und Nährstoffen landet, wie beispielsweise in Kompostieranlagen oder der Natur, werden die Sporen aktiv und beginnen den Abbauprozess.
Beschleunigte Zersetzung ohne Rückstände
Herkömmliche Biokunststoffe benötigen oft mehrere Monate oder sogar Jahre, um sich vollständig zu zersetzen. Der neu entwickelte Kunststoff mit den integrierten Bakteriensporen kann diesen Prozess deutlich beschleunigen. In Laborversuchen zeigte sich, dass die Zersetzung je nach Umgebungsbedingungen innerhalb weniger Wochen bis Monate abgeschlossen sein kann.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bakterien den Kunststoff vollständig in natürliche Bestandteile wie Kohlendioxid, Wasser und Biomasse umwandeln. Es bleiben keine schädlichen Rückstände oder Mikroplastik zurück, die eine Gefahr für die Umwelt darstellen könnten.
Die Forscher betonen, dass die verwendeten Bakteriensporen ungefährlich für Mensch und Umwelt sind. Bacillus subtilis wird bereits seit Jahrzehnten in der Industrie eingesetzt, zum Beispiel zur Produktion von Enzymen und Vitaminen.
Kunststoffzersetzung: Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten
Die Einsatzmöglichkeiten für den neuartigen Biokunststoff sind vielfältig. Er könnte in der Verpackungsindustrie, im Automobilbau oder in der Medizintechnik verwendet werden. Auch die Herstellung von Einwegprodukten wie Besteck, Trinkhalmen oder Kaffeekapseln wäre denkbar.
Prof. Dr. Miller und ihr Team arbeiten nun daran, den Herstellungsprozess zu optimieren und die Technologie zur Marktreife zu bringen. Partnerschaften mit Unternehmen aus verschiedenen Branchen sollen dabei helfen, das volle Potenzial dieser Innovation auszuschöpfen.
Wenn sich die bakteriellen Biokunststoffe in der Praxis bewähren, könnte dies ein Meilenstein im Kampf gegen die Plastikverschmutzung sein. Die Menschheit hätte dann einen weiteren wirksamen Verbündeten, um die Natur von den Folgen unseres Plastikkonsums zu befreien.
Praktische Anwendung und Auswirkungen der Kunststoffzersetzung
Die praktische Anwendung dieser Technologie zeigt beeindruckende Ergebnisse. In Kompostbedingungen verliert der bakterienversetzte TPU-Kunststoff innerhalb von fünf Monaten 93 Prozent seiner Masse, während herkömmlicher TPU-Kunststoff im gleichen Zeitraum fast 50 Prozent seiner Masse beibehält. Diese beschleunigte Zersetzung könnte eine bedeutende Lösung für die zunehmende Umweltverschmutzung durch Kunststoffe darstellen.
Obwohl diese Technologie vielversprechend ist, löst sie nicht alle Probleme der Kunststoffverschmutzung. Viele schwer abbaubare Kunststoffe können nicht auf diese Weise behandelt werden. Dennoch bietet sie eine wertvolle Lösung für bestimmte Anwendungen und könnte den Weg für weitere Entwicklungen in der umweltfreundlichen Kunststofftechnologie ebnen.
Insgesamt stellt die Integration von Bakterien in Kunststoffe einen bedeutenden Fortschritt dar, der das Potenzial hat, die Umweltbelastung durch Kunststoffe drastisch zu reduzieren und gleichzeitig die Materialeigenschaften zu verbessern. Weitere Forschungen und Entwicklungen könnten diese Technologie weiter optimieren und ihre Anwendungsbereiche erweitern.
Weitere Informationen: nature.com