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Quelle: Redaktion Bioökonomie.de / KI-generiert
Polylactid, kurz PLA, ist ein biobasierter Kunststoff aus Milchsäure. Diese lässt sich beispielsweise durch Fermentation von Zucker oder Stärke herstellen. PLA ist fest und relativ beständig, baut sich unter marinen Bedingungen jedoch nur langsam ab. Forschende der Jiangnan University im chinesischen Wuxi haben PLA nun so verändert, dass UV-Licht den Abbau deutlich beschleunigt. Dafür bauten sie einen lichtempfindlichen Baustein aus Itaconsäure direkt in das Material ein. Die Ergebnisse sind im Polymer Journal erschienen.
Hintertürchen für UV-Licht
Itaconsäure ist eine organische Säure, die sich mithilfe von Pilzen aus Zucker herstellen lässt. Sie kann als Ausgangsstoff für verschiedene chemische Produkte und Kunststoffe dienen.
Für ihre Studie wandelten die Forschenden Itaconsäure zunächst chemisch in neue Molekülbausteine um. Aus der Itaconsäure und weiteren Bausteinen entstand dabei eine ringförmige Struktur, die auf UV-Licht reagiert.
Unter UV-Licht öffnen sich diese Ringe im PLA. Dadurch wird der Abbau der Polymerketten erleichtert und das Material zerfällt schneller. Unverändertes PLA besitzt diesen zusätzlichen Mechanismus nicht. Der Einbau der lichtempfindlichen Bausteine beeinträchtigte die untersuchten Materialeigenschaften nach Angaben der Forschenden nicht wesentlich.
Deutlicher Masseverlust in sechs Tagen
Die Forschenden integrierten die lichtempfindlichen Bausteine in unterschiedlichen Anteilen in die Polymerkette von PLA. Anschließend legten sie das veränderte Bioplastik in künstliches Meerwasser und bestrahlten es mit UV-Licht. Besonders deutlich war der Effekt bei der Variante, bei der die lichtempfindlichen Bausteine einen Anteil von 50 % der Einheiten ausmachten. Sie verlor innerhalb von sechs Tagen 81 % ihrer Masse. Unverändertes PLA blieb im selben Versuchszeitraum dagegen stabil. Damit zeigt die Studie, dass sich der Zerfall von PLA durch einen gezielt eingebauten, aus Itaconsäure hergestellten Baustein beschleunigen lässt. Die Ergebnisse stammen allerdings aus Laborversuchen mit künstlichem Meerwasser und kontrollierter UV-Bestrahlung. Ob auch natürliches Sonnenlicht ausreicht und wie sich das Material unter realen Bedingungen im Meer oder an Land verhält, lässt sich aus den veröffentlichten Ergebnissen nicht ableiten.
js
