Polyurethane sind vielseitige Kunststoffe, die beispielsweise in Schuhsohlen, Handyhüllen oder beschichtete Textilien zum Einsatz kommen. Ihre Herstellung basiert jedoch meist auf fossilen Rohstoffen und ihr Abbau in der Umwelt ist schwierig. Das US-Unternehmen Algenesis Labs verfolgt mit seiner Materialplattform Soleic einen anderen Ansatz: Pflanzliche Rohstoffe sollen fossile Ausgangsstoffe ersetzen und die Kunststoffe zugleich biologisch abbaubar machen. Für diese Entwicklung erhält das Unternehmen 2026 den Green Chemistry Challenge Award der American Chemical Society (ACS) in der Kategorie für kleine Unternehmen.

Pflanzliche Bausteine ersetzen fossile Rohstoffe

Polyurethane entstehen aus zwei chemischen Bausteinen, Polyolen und Isocyanaten. Bei Soleic werden fossile Ausgangsstoffe durch pflanzenbasierte Komponenten ersetzt. Je nach Produktvariante liegt der biobasierte Anteil nach Angaben des Unternehmens und dem US-Programm USDA BioPreferred zwischen 56 und 100 Prozent. Zum Portfolio gehören Schäume sowie thermoplastisches Polyurethan, kurz TPU, das sich etwa zu Formteilen, Folien oder Filamenten verarbeiten lässt.

Nach Angaben der ACS wird Soleic bereits für Schuhe, Konsumgüter, 3D-Druck und beschichtete Textilien genutzt. Parallel arbeitet Algenesis an biobasierten Isocyanaten. Damit soll künftig auch der zweite zentrale Baustein der Polyurethan-Chemie aus biogenen Rohstoffen stammen. Die Materialien sind zugleich so aufgebaut, dass sie während der Nutzung stabil bleiben, am Lebensende jedoch von Mikroorganismen zerlegt werden können.

Mikroorganismen zerlegen das Material

Dafür gibt es wissenschaftliche Belege. In einer 2024 veröffentlichten Studie wurden Mikroplastikpartikel aus einem biobasierten TPU mit Kompost vermischt. Nach 90 Tagen war die Zahl der nachweisbaren Partikel um 68 Prozent gesunken, nach 200 Tagen um 97 Prozent. Messungen der CO₂-Bildung bestätigten, dass ein großer Teil des Kunststoffkohlenstoffs biologisch umgesetzt wurde. Zudem isolierte das Team Bakterien, die das Polymer in seine Ausgangsbausteine zerlegen und als Kohlenstoffquelle nutzen konnten.

Bereits zuvor hatten Versuche mit biobasierten PU-Schäumen gezeigt, dass auch Mikroorganismen im Meerwasser das Material enzymatisch angreifen und abbauen können. Wie schnell dieser Prozess abläuft, hängt von Materialform und Umweltbedingungen ab. Der ausgezeichnete Ansatz verbindet damit eine biobasierte Rohstoffbasis mit dem Ziel, langlebige Kunststoffreste am Ende der Nutzung zu vermeiden.

ag