Ein Forscherteam des Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) in den USA hat eine revolutionäre Entdeckung gemacht: ein Verfahren, das nicht nur das Problem des Plastikmülls angeht, sondern auch den Weg für neue, nachhaltigere Materialien ebnet. Mithilfe von Bakterien, die PET-Kunststoff verdauen können, haben diese Wissenschaftler einen Weg gefunden, den Abfall schnell in biologisch abbaubare Seide umzuwandeln, inspiriert von der Widerstandsfähigkeit und Flexibilität von Spinnenseide.
Die Dringlichkeit einer Lösung
Jedes Jahr werden Hunderte Millionen Tonnen Kunststoff produziert, der Großteil davon wird nicht recycelt. PET-Kunststoff, der häufig in Einweg-Lebensmittelbehältern zu finden ist, landet oft auf Mülldeponien oder in der Umwelt, wo er zu Mikroplastikpartikeln zerfallen und an den unerwartetsten Orten landen kann Gemüse eine Plazenta mütterlicherseits, aus den Wolken al Menschenherz.
Die Produktion von neuem Kunststoff hat nicht nur einen enormen CO2-Fußabdruck, sondern trägt in vielen Ländern auch zur Anhäufung von Abfall bei es zeigt keine Anzeichen einer Abnahme.
Die neue RPI-Technologie
RPI-Forscher richteten ihre Aufmerksamkeit auf Bakterien Pseudomonas aeruginosa. Bakterien, die von Natur aus in der Lage sind, Polyethylen zu verbrauchen. Durch Genbearbeitung wurden diese Mikroorganismen so verändert, dass sie ein seidenähnliches Material produzieren, indem eine Sequenz von Aminosäuren eingefügt wurde, die einem in Seide vorkommenden Protein ähnelt. Die komplette Studie finden Sie hier.
Der verwendete Prozess? Sie ist vergleichbar mit der Fermentation bei der Bierherstellung. In diesem Fall füttern die Forscher die Mikroben nicht mit Zucker, sondern mit einer „vorverdauten“ Form von Plastikmüll und wandeln ihn in ein neues Material um.
Spinnenseide ist das Kevlar der Natur. Unter Spannung kann es fast so stark sein wie Stahl. Allerdings hat es eine sechsmal geringere Dichte als Stahl und ist daher sehr leicht. Als Biokunststoff ist es elastisch, widerstandsfähig, ungiftig und biologisch abbaubar.
Helen Zha, Ph.D., Assistenzprofessorin für Chemie- und Biotechnik am Rensselaer Polytechnic Institute
Das Potenzial biologisch abbaubarer Seide
Ausschlaggebend für die Entscheidung für Seide waren ihre einzigartigen Eigenschaften: Sie ist stark, leicht und natürlich biologisch abbaubar. Dieses Material kann in vielerlei Hinsicht genauso funktionieren wie der Kunststoff, den wir gewohnt sind, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass es ohne besondere Behandlung auf natürliche Weise abgebaut wird. Naturseide hat bereits in mehreren Bereichen Anwendung gefunden, der traditionelle Herstellungsprozess ist jedoch nicht nachhaltig.
Die Möglichkeit, Seide aus Kunststoffabfällen herzustellen, könnte eine umfassendere Verwendung dieses Materials in Anwendungen ermöglichen, in denen derzeit nicht recycelbarer Kunststoff verwendet wird. Darüber hinaus eröffnet der Einsatz von Genbearbeitung die Möglichkeit, das Material individuell zu gestalten und sich dabei von den verschiedenen Seidenarten verschiedener Spinnenarten inspirieren zu lassen. Diese Innovation zeigt, dass es möglich ist, das Problem des Plastikmülls anzugehen, indem man nützliche Materialien produziert, die den Planeten langfristig nicht verschmutzen.
Seide aus Kunststoff: Zukunftsaussichten
Obwohl sich das Projekt noch in einem frühen Stadium befindet, ist die Idee, dass Bakterien Plastikmüll in einen wertvollen Werkstoff umwandeln können, bewährt und erfolgreich. Das RPI-Team arbeitet daran, den Prozess effizienter zu gestalten. Das Ziel? Verbessern Sie die Ausbeute an „Bakterienseide“, damit die Produktion kommerziell rentabel wird.
Der Basisansatz könnte unsere Denkweise über die Materialproduktion verändern und große Chemiefabriken durch natürlichere und nachhaltigere Prozesse ersetzen. Ein wichtiger Schritt in Richtung einer Zukunft, in der die für unser tägliches Leben notwendigen Materialien nachhaltig produziert werden, ohne die Gesundheit unseres Planeten zu gefährden.
