Der Kampf gegen die Plastikverschmutzung wird an mehreren Fronten geführt. Eines der Probleme bei diesem Material ist, dass es
Heute werden die meisten Kunststoffe ausaus Erdöl gewonnene chemische Substanz. Es wird zu starken Kohlenstoffbindungen zwischen den einzelnen Monomeren verarbeitet, die sich zu langen Ketten zum Polypropylen-Polymer verbinden. Solche Prozesse finden in der Natur nicht statt, daher ist es für solche Bindungen sehr schwierig, sich in ihrem natürlichen Lebensraum aufzulösen.
Viel Forschung zu Kunststoffenkonzentriert sich auf neue Recyclingmethoden, die diese Ketten effizienter brechen und eine Wiederverwendung von Material ermöglichen. Gleichzeitig streben einige Wissenschaftler an, Kunststoff vollständig recycelbar zu machen, zum Beispiel aus natürlichen Materialien und mit speziellen Enzymen, die das Material nach Gebrauch abbauen.
Hier sind fünf der vielversprechendsten Durchbrüche bei grünen Kunststoffen.
Holzpulver-Biokunststoff: zersetzt sich in 3 Monaten
Ein Team der Yale University vereintHolzpulver und biologisch abbaubares Lösungsmittel. Als Ergebnis verwandelten die Wissenschaftler Sägewerksabfälle in eine Suspension aus organischen Polymeren und Zellulose mit Wasserstoffbrückenbindungen und Verflechtungen im Nanobereich. Im Laufe der Studie gießen die Wissenschaftler die Suspension dann in einen Bioplast.
Danach führten die Wissenschaftler ein Experiment durch.Sie tauchten Biokunststoffplatten in den Boden, wo sich die molekularen Bindungen innerhalb von zwei Wochen aufzulösen begannen und die Proben innerhalb von drei Monaten vollständig zersetzten. Der Biokunststoff zeigte außerdem eine hohe mechanische Festigkeit, Flüssigkeitsretentionsstabilität und UV-Beständigkeit.
Biokunststoffe sind nicht nur schnell abbaubar, sondern können auch in ihre ursprüngliche Suspensionsform zurückgeführt werden. Dadurch kann das Lösungsmittel zurückgewonnen und wiederverwendet werden.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlichtNatur Nachhaltigkeit.
Biokunststoff aus Abfall: biologisch abbaubar in 12 Monaten
Wissenschaftler des Instituts für Produktionssysteme und Konstruktionstechnologien benannt nach Fraunhofer in Deutschland nutzte Industrieabfälle in Form von Fetten, die viele Restmineralien enthalten.
In der Gärkammer gentechnisch verändertBakterien metabolisierten diese Mineralien in ein Biopolymer, Polyhydroxybutyrat (PHB). Mikroben speicherten es in flüssiger Form als Energiequelle in ihren Zellen.
Bakterielles Polyhydroxybutyrat-Granulat
Fraunhofer IPK / Andy King
Nachdem das PHB anschließend aufgelöst wurde,Wissenschaftler vermischten es mit proprietären chemischen Zusätzen. Mit ihrer Hilfe verfestigte sich PHB schnell. Das Ergebnis ist ein biologisch gewonnenes Polyester. Die Autoren der Entwicklung haben gezeigt, dass das Material ähnliche Eigenschaften wie Polypropylen aufweist.
Experimente haben auch gezeigt, dass, wenn ein Polyester auf PHB-Basis auf einer gewöhnlichen Deponie deponiert wird, natürliche Mikroorganismen ihn innerhalb von 6-12 Monaten vollständig zerstören.
Eingebaute Enzyme bauen das Material in wenigen Tagen ab
Wissenschaftler aus dem LaborBerkeley hat eine Methode entwickelt, kleine Mengen kommerzieller Enzyme direkt in den Kunststoff selbst einzubetten, sodass das Material dort, wo es landet, von selbst zerfällt.
Gleichzeitig damit der Kunststoff stabil bleibtForm fügten die Forscher dem Material ein vier-monomeres Random-Heteropolymer (RHP) hinzu. Seine Aufgabe ist es, Enzyme im Abstand von mehreren Nanometern voneinander zu dispergieren.
Probe eines neuen biologisch abbaubaren Kunststoffs mit eingebetteten Enzymen vor und während der Kompostierung
University of California in Berkeley
Das Ergebnis ist Kunststoff, derbleibt bei regelmäßiger Anwendung stabil, beginnt jedoch erst bei Kontakt mit Komposterde oder heißem Wasser zu zerfallen. Bei Tests stellte das Team fest, dass das dreimonatige Einweichen des Kunststoffs in Wasser bei Raumtemperatur nicht zu einer Zersetzung führte – ein Prozess, der erst einsetzt, wenn die Temperatur leicht ansteigt.
In wärmerem Wasser als üblich ist der neue Kunststoff in wenigen Tagen vollständig zerstört.
University of California in Berkeley
Das Team hat bereits ein Patent für einen neuen abbaubaren Kunststoff angemeldet und ein Startup gegründet, um bei der Kommerzialisierung zu helfen.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift veröffentlichtNatur.
Pflanzlicher Biokunststoff: Abbau in 4 Jahren
NEC arbeitet auch an Formenumweltfreundlicher Kunststoff und haben ein Rezept für die Herstellung eines Materials entwickelt, das genauso langlebig ist wie herkömmlicher Kunststoff, aber viel umweltfreundlicher. Das neue NeCycle-Material besteht zu 50 % aus Zellulose, die aus ungenießbaren Pflanzen – Holz und Stroh – gewonnen wird. Die Autoren der Entwicklung weisen darauf hin, dass es wie herkömmliche Kunststoffe für den Spritzguss verwendet werden kann.
NEC hat einen neuen Biokunststoff in Form von Granulaten oder Formteilen für alle Arten von Produkten entwickelt
Dies gibt ihm die gleichen Eigenschaften wie der vonherkömmliche Kunststoffe. Gleichzeitig werden bei seiner Herstellung keine fossilen Ressourcen verwendet und es belastet auch nicht die natürliche Umwelt und zersetzt sich in etwa vier Jahren. NEC sagte, es sei bereits bereit für die Massenproduktion von NeCycle.
Plastik zerfällt in einer Woche im Sonnenlicht
Forscher aus China haben eine neue Art von Kunststoff entwickelt, der sich in nur einer Woche zersetzt, wenn er Sonnenlicht und Sauerstoff ausgesetzt wird.
Das neue Material erschien zufällig, als der AutorForschung Liang Luo von der China Huazhong University of Science and Technology hat an einem verbesserten chemischen Sensor gearbeitet. Ein Materialwissenschaftler entwickelte einen neuen Polymerfilm, der je nach pH-Wert seine Farbe änderte. Angetrieben wurde dieser Prozess durch die einzigartige Molekularstruktur des Materials: Monomerketten verleihen der Folie eine dunkelrote Farbe und tragen sie beim Aufbrechen dieser Bindungen mit.
Durch die Experimente seines Teams entdeckte Luodass die dunkelrote Farbe des Films schnell verschwand und sich das Material selbst nach mehreren Tagen im Sonnenlicht zersetzte. Diese Bindungen zu durchbrechen, ist genau das gemeinsame Ziel der kunststoffverarbeitenden Forschung.
Plastik ist nicht für Flaschen geeignetB. aus Limonade oder Einkaufstüten, da es sich unter Sonneneinstrahlung und Lufteinwirkung schnell und innerhalb einer Woche vollständig zersetzt. Gleichzeitig ohne Fragmente von Mikroplastik zu hinterlassen, die die Umwelt zerstören. Praktisch ist der neue Kunststoff in flexiblen Elektronikgeräten oder Smartphones – dort wird er ein Leben lang von Luft und Licht isoliert.
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