Chemie

Jedes Jahr fallen in Deutschland Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an. Nur ein Bruchteil wird recycelt, das Meiste verbrannt. Dadurch gehen wichtige Rohstoffe verloren, die sinnvoll wiederverwendet werden könnten. Einen wichtigen Schritt hin zum nachhaltigen Recyclingkreislauf haben Forscher der Universität Greifswald und des Helmholtz-Zentrums Berlin gemacht.

Der genetische Code kodiert für 20 Aminosäuren. Diese Moleküle bilden – bis auf wenige Ergänzungen – die Bausteine für alle Proteine in lebenden Zellen. Im Forschungsfeld der Synthetische Biologie haben Biotechnologen jedoch inzwischen mehr als 300 Aminosäuren entwickelt, mit denen Dinge möglich sind, die über die natürlichen Möglichkeiten der Zellen hinaus gehen.

Stärke ist ein wichtiger Rohstoff. Er wird von Pflanzen erzeugt und ist erneuerbar. Dennoch gibt es ein Problem: „Da Stärke aus Kulturpflanzen wie Kartoffeln, Mais oder Getreide gewonnen wird, gibt es den Konflikt zwischen Teller und Tank. Wenn man aus Stärke Kunststoffe oder Energieträger herstellt, greift man notwendigerweise auf Nahrungsquellen zurück“, erklärt Christian Wilhelm, Biologe an der Universität Leipzig. Angesichts der Ernährungsunsicherheiten habe eine stärkebasierte Biotechnologie keine nachhaltige Zukunft.

Immer mehr Unternehmen erklären Nachhaltigkeit zur Unternehmensstrategie, so auch der Werkstoffhersteller Covestro. Die ehemalige Kunststoff-Tochter von Bayer setzt bei der Herstellung hochwertiger Polymere seit langem auf natürliche Rohstoffe wie Stroh oder Mais. Mit der neuen Partnerschaft mit dem US-Biotechnologieunternehmen Genomatica unterstreicht Covestro eigenen Angaben nach seine Strategie, Nachhaltigkeit als Triebfeder für Innovationen zu nutzen.

Es ist eine Entdeckung, die eine Menge Energie und Zeit sparen könnte und eine kleine Revolution der chemischen Industrie bedeutet: Forschern der Universitäten Würzburg und Frankfurt am Main ist es erstmals gelungen, Distickstoffmoleküle (N₂), die 78% der Atmosphäre bilden, unter relativ milden Reaktionsbedingungen direkt zu verketten. Damit vermeiden sie den Zwischenschritt des energieintensiven Haber-Bosch-Verfahrens, der bislang als unumgänglich galt.

Cellulose, der Hauptbestandteil vieler Pflanzen, ist ein bedeutender nachwachsender Rohstoff. Aus den langen Kohlenstoffketten lassen sich Grundstoffe der chemischen Industrie ebenso herstellen wie Treibstoffe. Beide Produktgruppen werden sonst aus Erdöl erzeugt, was mit entsprechenden Folgen für das Klima verbunden ist. Doch die chemische Auftrennung der Cellulose ist zeit- und energieaufwendig.

Sie sind außergewöhnlich, und das soll sich jetzt auch durch einen eigenen Namen zeigen: 13 Bakterienarten, die Mikrobiologen bislang zur Gattung Azoarcus zählten oder noch nicht klassifiziert hatten, bilden ab jetzt die Gattung Aromatoleum. Sie können etwas, das andere Bakterien nicht beherrschen – sehr stabile chemische Verbindungen abbauen, und das an Orten, an die praktisch kein Sauerstoff gelangt.