pte20220615001 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Bestimmtes Licht lässt Biokunststoff zerfallen

US-Wissenschaftler entwickeln neues recycelbares Material aus Abfall der Zellstoffproduktion


Lignin, wie es bei der Zellstoffproduktion anfällt (Foto: Michael Zirbes, uni-mainz.de)
Lignin, wie es bei der Zellstoffproduktion anfällt (Foto: Michael Zirbes, uni-mainz.de)

Bowling Green/Fargo (pte001/15.06.2022/06:00)

Forscher Jayaraman Sivaguru von der Bowling Green State University http://bgsu.edu hat zusammen mit seinen Kollegen Mukund P. Sibi und Dean C. Webster von der North Dakota State University http://ndsu.edu einen Kunststoff vorgestellt, der aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird und erst dann in seine Bausteine, sogenannte Monomere, zerfällt, wenn er mit Licht einer bestimmten Wellenlänge beschienen wird. Da diese im Sonnenlicht nicht enthalten ist, sei eine vorzeitige Zersetzung ausgeschlossen.

Vanillin als Grundrohstoff

Rohmaterial ist Vanillin, der Aromastoff der seltenen Vanillefrüchte. Die US-Forscher verwenden jedoch Vanillin, das aus Lignin hergestellt wird. Dieser Abfallstoff fällt im 100-Mio.-Tonnen-Maßstab bei der Herstellung von Zellstoff an. Das Verfahren haben Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz http://uni-mainz.de entwickelt. Sie lösen das Lignin in Natronlauge auf, erhitzen die Mixtur auf 160 Grad Celsius und geben sie in eine Elektrolysezelle. Hier oxidiert das Lignin und es entsteht Vanillin.

Den US-Forschern ist es gelungen, aus so hergestelltem Vanillin ein Polymer zu generieren. Es lässt sich etwa für Lebensmittelverpackungen nutzen. Wird es nicht mehr gebraucht, gibt Licht das Signal zur Zersetzung. Es zerfällt in Monomere, die sich nutzten lassen, um neuen Kunststoff ohne Qualitätsverlust herzustellen. Die Ausbeute an Monomeren lag bei 60 Prozent. Polymere aus Biomasse-Ressourcen, die sich ohne Qualitätsverlust recyceln lassen, sind ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung umweltverträglicher Kunststoffe. Durch Licht ausgelöste Degradation sei umweltfreundlich und deshalb exakt planbar.

(Ende)
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