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 Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten