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19.12.2018

Sichere Nylonproduktion dank Enzym

Bielefelder Chemiker haben ein Verfahren entwickelt, das die Herstellung des Kunststoffes Nylon sicherer und nachhaltiger macht: Statt Blausäure werden dafür Enzyme genutzt.

Viele Alltagsprodukte wie Regenschirme und Strumpfhosen werden aus Nylon hergestellt.
Quelle: 
Pixabay

Nylonstrümpfe sind wohl das bekannteste Beispiel für den Einsatz von Nylonfasern im Alltag – nicht zuletzt, weil der Kunststoff hier namensgebend ist. Doch das Polymer ist allgegenwärtig: Regenschirme werden aus Nylon gefertigt, genauso wie Kochlöffel oder Spachtel. Wie viele andere Kunststoffe auch besteht Nylon aus Chemikalien, die teils hochgiftig sind. Dazu gehört sein Grundstoff Adiponitril, der aus der giftigen Blausäure hergestellt wird. Auch wenn sich das Herstellungsverfahren über die Jahre bewährt hat und hohen Sicherheitsstandards unterliegt, so bleibt doch das Risiko einer Vergiftung für den Menschen beim Umgang mit der gefährlichen Substanz.

Enzym statt Blausäure für Herstellung von Nylongrundstoff

Ein Forscherteam um Harald Gröger und Tobias Betke von der Universität Bielefeld hat nun ein umweltschonendes Verfahren zur Herstellung von Adiponitril entwickelt. Wie die Chemiker im Fachjournal „Nature Communications" berichten, kommt bei ihrer Methode statt Blausäure ein Enzym zum Einsatz, das als natürlicher Katalysator die Nylonproduktion bereits in der Anfangsphase sicherer und nachhaltiger macht. „Wenn schon bei den Grundstoffen der Produktion auf giftiges Material verzichtet wird, kommt ein Risiko gar nicht erst auf“, ist Gröger überzeugt.

Schnell, ergiebig und energiesparend

Der Studie zufolge kann das Enzym namens Aldoximdehydratase in gut zugänglicher Weise durch Fermentation hergestellt werden und erlaubt damit eine umweltschonende und schnelle Herstellung von Adiponitril. „Das Verfahren hat eine hohe Raum-Zeit-Ausbeute, was bedeutet, dass es nicht nur schnell, sondern auch sehr ergiebig ist“, sagt Gröger und ergänzt: „Die Reaktion braucht zudem wenig Energie. Sie verläuft bei Raumtemperatur im Wasser.“

Zwischenschritt für sichere Herstellung von Nylonvorstufen

Gröger ist überzeugt, dass die neue Methode dazu beiträgt, den Einsatz erdölbasierter Stoffe zu reduzieren und die Rohstoffversorgung so auf breiter Basis nachhaltiger zu machen. Darüber hinaus könnte das neue Adiponitrilherstellungsverfahren der Bielefelder auch in andere Verfahren zur Herstellung von Basischemikalien integriert werden. Gröger verweist hier auf die von Evonik und Siemens kürzlich vorgestellte Methode, mit der sich Kohlendioxid mit Sonnenenergie zu 1-Hexanol umwandeln lässt, aus dem wiederum Adiponitril als eine Vorstufe von Nylon gewonnen werden kann.

Die Arbeit des Bielefelder Teams wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über das Programm „Nächste Generation biotechnologischer Verfahren – Biotechnologie 2020+“ in den vergangenen fünf Jahren mit rund 1 Mio. Euro gefördert. 

bb

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