Kunststoff aus Vanillin

Kunststoff aus Vanillin
(c) Wiley-VCH

Upcycling durch Licht: Quervernetzte Polymere auf Bio-Basis.

Vom kostengünstigen Massenprodukt bis zum maßgeschneiderten Hightech-Material: Kunststoffe sind aus unserer heutigen Welt nicht mehr wegzudenken. Kehrseite der Medaille sind vor allem der Verbrauch fossiler Ressourcen und die wachsenden Abfallmengen. Ein neuer Ansatz könnten hochwertige Kunststoffe auf Basis von Biomasse sein, die „auf Befehl“ in wiederverwertbare Bausteine zerfallen. Der „Zerfallsbefehl“ ließe sich durch Bestrahlung mit Licht einer spezifischen Wällenlänge erteilen, wie ein Forschungsteam in der Zeitschrift Angewandte Chemie demonstriert.

Biomasse ist ein erneuerbarer, meist sogar recht kostengünstiger Rohstoff, der zunehmend auch für die Herstellung von leistungsfähigen Kunststoffen ins Zentrum des Interesses rückt. Aber auch biobasierte Kunststoffe stehen vor dem Problem eines bisher noch unbefriedigenden Recyclings. Denn die Kunststoffe müssen schließlich während des Gebrauchs verlässlich stabil bleiben, ohne die Gefahr eines vorzeitigen Zerfalls. Das Recycling sollte zudem kein Down- sondern möglichst ein Upcycling sein, bei dem Bruchstücke entstehen, die anschließend erneut zu einem hochwertigen Material umgesetzt werden können. Idealerweise sind dies Monomere, die sich anschließend wieder zu einem genauso leistungsfähigen Kunststoff wie zuvor polymerisieren lassen.

Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt ein interdisziplinäres US-amerikanisches Forschungsteam um Jayaraman Sivaguru am Center for Photochemical Sciences der Bowling Green State University, Bowling Green, Ohio, sowie Mukund. P. Sibi und Dean C. Webster von der North Dakota State University, Fargo – auf biobasierte Kunststoffe, deren Zerfall gezielt durch Bestrahlung mit Licht ausgelöst wird. So gelang es ihnen, quervernetzte Polymere zu entwickeln, die Bausteine auf der Basis von Vanillin in ihrem Rückgrat enthalten. Vanillin lässt sich beispielweise aus Lignin herstellen, das u.a. als Abfallprodukt bei der Zellstoff-Herstellung anfällt.

Das entwickelte Vanillin-Derivat absorbiert bei 300 nm und gelangt dadurch in einen angeregten Zustand. Dies führt zu einer chemischen Reaktion, die einen Zerfall des Polymers auslöst. Da diese Wellenlänge nicht im Spektrum des Sonnenlichts enthalten ist, das die Erde erreicht, wird ein außerplanmäßiger Abbau vermieden. 60% der Monomere ließen sich rückgewinnen und ohne Qualitätsverlust erneut polymerisieren.

Photoabbaubare, rezyklierbare und erneuerbare quervernetzte Polymere aus Bio-Ressourcen sind ein vielversprechender Ansatz für nachhaltigere Kunststoffe. Der lichtgetriebene Abbau ist umweltverträglich und bietet den Vorteil einer räumlichen und zeitlichen Kontrolle.

Angewandte Chemie: Presseinfo 11/2022

Autor/-in: Jayaraman Sivaguru, Bowling Green State University (USA), https://www.bgsu.edu/arts-and-sciences/chemistry/faculty/jayaraman-sivaguru.html

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.
Die „Angewandte Chemie“ ist eine Publikation der GDCh.

Originalpublikation:

https://doi.org/10.1002/ange.202203353

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Media Contact

Dr. Karin J. Schmitz Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Pinguinzählung in der Antarktis

Kaiserpinguine gelten als vom Aussterben bedroht. Um die größte aller Pinguinarten zu schützen, gilt es, die Zahl der Tiere genau im Blick zu behalten und zu untersuchen, welche Faktoren die…

Blütenbesuch- und Pollentransport in Kulturlandschaften

Ein Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen hat Wildbienen auf Kalkmagerrasen untersucht und dabei sowohl die Blütenbesuchsnetzwerke als auch die Pollentransportnetzwerke analysiert. Dabei zeigte sich, dass nicht alle Besuche der…

KI und Robotik: Wie autonomer Ultraschall den medizinischen Alltag entlasten kann

Robotischer Ultraschall kann Ärztinnen und Ärzten Routineuntersuchungen abnehmen. Die Untersuchungen sind standardisiert, somit werden Daten miteinander vergleichbar. Für autonome oder automatisierte Untersuchungen ist kein medizinisches Fachpersonal nötig. Prof. Nassir Navab…

Partner & Förderer