Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Grüne Woche 2015: Bio-Plastik, das hält, was es verspricht

07.01.2015

In Verpackungen wird Bio-Plastik bisher kaum eingesetzt. Der Grund: Es schützt die Ware nicht ausreichend vor Gerüchen, Sauerstoff und Wasserdampf. Fraunhofer-Forscher entwickeln nun in einem EU-Projekt ein kompostierbares, bio- abbaubares funktionelles Material, um Bio-Kunststoffe zu beschichten. So werden neue Einsatz- möglichkeiten für umweltfreundliche Verpackungen möglich. Vom 16. bis 25. Januar präsentieren die Wissenschaftler ihre Forschungsergebnisse auf der Grünen Woche in Berlin.

In Deutschland werden jährlich fast drei Millionen Tonnen Kunststoffverpackungen entsorgt. Nicht einmal die Hälfte davon wird wiederverwertet. Der Rest wird verbrannt oder landet in der Natur. Bis sich eine normale Plastiktüte zersetzt hat, dauert es rund 400 Jahre. Plastikflaschen brauchen 450 Jahre, Nylonnetze für den Fischfang sogar 600 Jahre. Daher wird fieberhaft nach Alternativen zu erdölbasierten Kunststoffen gesucht, die sich vollständig biologisch abbauen lassen.


Dank bioabbaubaren Funktionsschichten schützen Lebensmittelverpackungen die Waren künftig vor Gerüchen, Wasserdampf und Sauerstoff.

© Fraunhofer ISC

Die Eigenschaften heutiger Bio-Kunststoffe sind nicht ausreichend. Sie reißen schnell und sind nicht problemlos kompostierbar. Noch schwieriger wird es bei Verpackungen von Lebensmitteln: Da Barriereeigenschaften gegenüber Wasserdampf, Sauerstoff und Geruchsstoffen unzureichend sind, verderben die Inhalte schnell oder nehmen den Geschmack anderer Lebensmittel an.

Diese Schwierigkeiten gehen Forscher im europäischen Projekt »DibbioPack«, kurz für Development of Injection and blow extrusion molded BIOdegradable and multifunctional PACKages by nanotechnology an (www.dibbiopack.eu). Mitbeteiligt ist das Würzburger Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC.

Das Team um Dr. Sabine Amberg-Schwab, Leiterin des Fachbereichs Funktionelle Barriereschichten am ISC, hat eine hybride Kunststoffbeschichtung auf Basis von Biopolymeren entwickelt. Diese wird auf natürlichem Wege abgebaut und darf auf den Kompost wandern. Das neuartige bioabbaubare Beschichtungsmaterial eignet sich für Behälter sowie Verpackungen, etwa Folien. Die Materialien können sogar mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden und zum Beispiel antibakteriell wirken. Sie eignen sich für die Verpackung von Lebensmitteln, Kosmetika und Pharmazeutika.

Kunststoff im natürlichen Kreislauf

Der Schlüssel sind am Fraunhofer ISC neu entwickelte bioabbaubare Funktionsschichten: bioORMOCER®e. Diese können wie ein Lack auf biologisch abbaubare Folien aufgetragen werden und bilden so eine funktionelle Barriere. Sie hält Sauerstoff, Wasserdampf, Aromen oder chemische Substanzen vom Inhalt fern oder lässt sie umgekehrt nicht entweichen. Wie komplex diese Aufgabe ist, zeigt sich beispielsweise bei der Verpackung von Filterkaffee:

Die Folien dürfen keine Feuchtigkeit und Luft von außen an das Pulver dringen lassen; es darf aber auch kein Aroma von innen nach außen entweichen. Sonst verliert der Kaffee an Geschmack. Bislang sind diese Anforderungen mit biologisch abbaubarem Material nicht zu erfüllen. »Wir hoffen, mit unserer Beschichtung kompostierbare Folien so veredeln zu können, dass nachhaltige Verpackungen genauso funktional wie herkömmliche sind und ein Erfolg am Markt werden«, sagt Sabine Amberg-Schwab.

Den Forschern vom ISC half ein Blick in die Natur, um diese Lösung zu entwickeln: »Wir verwenden in unterschiedlichen Rezepturen Naturstoffe, die biologisch abbaubar sind und von sich aus eine gute Barrierewirkung entfalten«, erklärt Amberg-Schwab. Für die neuartigen bioORMOCER®e modifizierten die Forscher Biopolymere wie Cellulose und Chitosan chemisch so, das man sie verarbeiten kann. Gebunden werden diese Stoffe durch ein anorganisches Gerüst aus Siliciumdioxid, das wiederum selbst über gute Barriereeigenschaften verfügt. Dieses Gerüst zerfällt zwar nicht im natürlichen Abbauprozess wie alle anderen verwendeten Naturstoffe, doch bleiben beim Abbau nur kleine Reste von Siliciumdioxid, sprich Sand, übrig.

Dass die mit bioORMOCER® beschichteten Folien tatsächlich verrotten, zeigte sich bei ersten Versuchen im Testkompost des Würzburger Instituts: Bereits nach sechs Wochen war der Zerfall deutlich zu erkennen. Nun wird der Abbauprozess im Rahmen des bis März 2016 laufenden Projektes nach internationalen Normen geprüft. Im nächsten Schritt wollen die Forscher den Lack aus bioORMOCER® im Pilotmaßstab per Rolle-zu-Rolle-Verfahren auf bioabbaubare Folien aufbringen. Zudem müssen die innovativen Bio-Kunststoffe in etlichen Verpackungstests ihre Alltagstauglichkeit beweisen.

Denn: »Das neue Verpackungsmaterial muss genauso gut wie das sein, das dem derzeitigen Stand der Technik entspricht«, betont Amberg-Schwab. Einen Prototyp der mit bioORMOCER® beschichteten Folie präsentieren die Forscher vom 16. bis 25. Januar auf der Fachschau nature.tec der Grünen Woche in Berlin (Halle 5.2A).

Marie-Luise Righi | Fraunhofer-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/Januar/bio-plastik-das-haelt-was-es-verspricht.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Boden – Grundlage des Lebens / Bodenforscher auf der Internationalen Grünen Woche
16.01.2018 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

nachricht EMAG auf der GrindTec 2018: Kleine Bauteile – große Präzision
11.01.2018 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt "HorseVetMed": Forscher entwickeln innovatives Sensorsystem zur Tierdiagnostik

17.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt

17.01.2018 | Physik Astronomie

Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

17.01.2018 | Physik Astronomie