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In den USA wurde ein neues, vollständig abbaubares Polymer entwickelt
Zuletzt überprüft: 02.07.2025
Eine Gruppe von Chemikern aus den USA hat ein neues Polymermaterial entdeckt, das sich nicht nur zur Herstellung verschiedener Materialien verwenden, sondern auch umweltschonend recyceln lässt. Die Forscher schlagen vor, Kunststoff in molekulare Bausteine zu zerlegen und so Kunststoffprodukten ein zweites Leben zu geben. In vielen Ländern werden ausgediente Kunststoffprodukte heute recycelt, wo sie zur Herstellung nützlicher Produkte verwendet werden. Die meisten landen jedoch auf Mülldeponien oder im Meer.
Es gibt auch abbaubaren Kunststoff, der sich unter bestimmten Bedingungen zersetzt (z. B. Polymilchsäure), aber auch diese Alternative hat einige Nachteile – die heute existierenden Recyclingmethoden ermöglichen es nicht, den Zersetzungsprozess ohne die Bildung schädlicher Produkte durchzuführen.
Das Ziel amerikanischer Chemiker war es, einen recycelbaren und biologisch abbaubaren Kunststoff zu finden. Im Rahmen ihrer Arbeit untersuchten Experten die Moleküle eines der Ersatzstoffe für Erdölprodukte (das US-Energieministerium nahm diesen Ersatzstoff in die Liste derjenigen auf, die alle Parameter am besten erfüllen).
γ-Hydroxybuttersäurelacton wurde von Wissenschaftlern als Material zur Herstellung von Bausteinen für moderne Kunststoffe in Betracht gezogen, allerdings ist die Substanz thermisch stabil, eine Eigenschaft, die Wissenschaftler daran hinderte, sie zu einer Kette sich wiederholender Monomere zu kombinieren, um Kunststoff zu bilden.
Laut Chemieprofessor Evgen Chen liefen die Schlussfolgerungen der Forscher in früheren Berichten darauf hinaus, dass dieses Monomer die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler nicht verdient. Alle Chemiker, die mit dem Lacton der γ-Hydroxybuttersäure arbeiteten, versicherten, dass es nicht möglich sei, daraus ein Polymer herzustellen. Professor Chen und seine Kollegen vermuteten jedoch Ungenauigkeiten in den Berichten.
Die Forscher begannen mit γ-Hydroxybuttersäurelacton zu arbeiten und erhielten so nicht nur ein Polymer, sondern konnten es auch in verschiedene Formen (zyklisch, linear) bringen. Für ihre Arbeit benötigten die Wissenschaftler sowohl metallbasierte als auch metallfreie Katalysatoren, mit denen sie einen Polyester mit doppeltem Poly-γ-Butyrolacton herstellen konnten. Im weiteren Verlauf der Arbeit stellten die Forscher fest, dass sich das Material beim Erhitzen innerhalb von etwa einer Stunde in seinen ursprünglichen Zustand zurückverwandelt (ein zyklisches Polymer muss auf 300 °C erhitzt werden, ein lineares auf 220 °C). Mit anderen Worten: Das neue Material ist biologisch abbaubar und im Gegensatz zu den heute verwendeten Kunststoffprodukten nicht umweltschädlich.
Laut dem Forschungsteam ist das in ihrer Arbeit verwendete Monomer ein vollwertiger Ersatz für den kommerziell weit verbreiteten Biokunststoff P4HB. Die Herstellung von P4HB ist teurer und aufwändiger als die meisten Kunststoffe. Professor Chens Team geht davon aus, dass sich ihre günstigere und praktischere Alternative zur Kunststoffproduktion durchsetzen wird.
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