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pte20211125027 Umwelt/Energie, Produkte/Innovationen

Bakterien und Raffination ersetzen Erdöl

Daraus hergestellte Kunststoffe sind laut neuesten Forschungsergebnissen konkurrenzfähig


Forscher machen aus Pflanzen nun Kunststoffe (Bild: twin-cities.umn.edu)
Forscher machen aus Pflanzen nun Kunststoffe (Bild: twin-cities.umn.edu)

Minneapolis/Berkeley (pte027/25.11.2021/11:30) -

In einem zweistufigen Prozess stellen Forscher am National Science Foundation Center for Sustainable Polymers https://csp.umn.edu/ (NSF) an der University of Minnesota https://csp.umn.edu (UMN) in Minneapolis und der University of California in Berkeley https://www.berkeley.edu/ aus Zucker Olefine her, die zur Herstellung von Kunststoffen genutzt werden können. Sie ersetzen Moleküle gleicher Bauart, die bisher aus Erdöl gewonnen werden.

[b]Manipulierte Bakterien vernaschen Zucker[/b]

Michelle Chang, Professorin für Chemie und Chemische und Biomolekulare Technik in Berkeley, manipulierte mit ihrem Team Bakterien der Art Escherichia coli, sodass sie Zucker, der aus Pflanzen gewonnen wird, in Hydroxycarbonsäuren umwandeln, die Sauerstoff-, Wasserstoff- und Kohlenstoffatome enthalten. das Bakterienprodukt sei so konzipiert worden, dass Sauerstoff in strategischen Positionen verbleibt, um einem Team um Paul Dauenhauer, Professor für Chemieingenieurwesen und Materialwissenschaften an der University of Minnesota, die nachgeschaltete Umwandlung in Olefine zu erleichtern.

[b]Maßgeschneidert für die zweite Stufe[/b]

„Diese Moleküle enthalten gerade genug Sauerstoff, dass wir sie mit Hilfe von Metall-Nanopartikelkatalysatoren leicht in größere, nützlichere Moleküle umwandeln lönnen", so Dauenhauer. „Das ermöglichte es uns, die Verteilung molekularer Produkte nach Bedarf abzustimmen, genau wie bei herkömmlichen Erdölprodukten, mit dem entscheidenden Unterschied, dass wir erneuerbare Ressourcen verwenden."

[b]Breite Produktpalette[/b]

Dauenhauers Labor untersuchte eine breite Palette von Katalysatoren, um zu zeigen, dass die durch Fermentation hergestellten Kohlenwasserstoffe in eine Reihe wichtiger Materialien umgewandelt werden können. Dazu gehören kleinere Moleküle für die Herstellung von Schlüsselpolymeren wie Polyethylen und Polypropylen, aus denen beispielsweise Plastiktüten hergestellt werden, und mittelgroße Moleküle für die Produktion gummiartiger Materialien. Der hybride Ansatz, die Kombination von Fermentation mit Bakterien und chemische Raffination hat den Vorteil, dass die Produkte mit denen aus Erdöl konkurrenzfähig werden können.

„Das ist ein wirklich innovativer grüner Einstieg für die Herstellung von Polymeren", sagt David Berkowitz, Direktor der NSF-Chemie-Division. „Durch die geschickte Kombination von Biologie und Chemie hat das Chang-Team eine umweltverträgliche Alternative zum Erdöl geschaffen. Die Ergebnisse zeigen, wie NSF-Investitionen in kollaborative, interdisziplinäre Wissenschaft die Grenzen für die Entwicklung einer grünen chemischen Industrie verschieben können."

(Ende)
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