Chemie

Ob im Mittelmeer, Atlantik oder Pazifik: Plastikmüll ist als Strandgut oder Relikt am Meeresboden überall zu finden. Selbst die Arktis ist davon nicht mehr verschont. Jedes Jahr landen nach Angaben des UN-Umweltprogamms (UNEP) rund acht Millionen Tonnen Plastikmüll in den Weltmeeren. Vor allem Mikroplastikpartikel belasten nachweislich nicht nur die Gewässer und bedrohen das Leben der Meeresbewohner und anderer Tierarten.

Kreuzfahrten sind beliebter denn je. Seit 2009 ist die Zahl der Schiffsreisenden weltweit kontinuierlich gestiegen. Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes haben allein 2018 28 Millionen Menschen weltweit ihren Urlaub an Bord solcher Ozeanriesen verbracht. In diesen schwimmenden Kleinstädten fallen dementsprechend, ähnlich wie an Land, erhebliche Mengen organischer Abfälle an. Bisher wurden diese in zulässigen Zonen im Meer entsorgt.

Polyesterfasern werden sehr vielseitig eingesetzt. Aus ihnen entstehen Textilien und Vliesstoffe, aber auch PET-Flaschen und Lacke. Die Polymere hierfür werden bisher erdölbasiert hergestellt. Polyester aus nachwachsenden Rohstoffen zu generieren, stellt Materialforscher hingegen noch immer vor große Herausforderungen. Der Grund: Naturprodukte wie Pflanzenöle bringen Probleme mit, die eine Umwandlung erschweren.

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.

Sie sind hauchdünn, aber ultrastark: Spinnenfäden. Die Kombination von Reißfestigkeit und Dehnbarkeit macht Spinnenseide zu einer der belastbarsten Fasern der Natur und enorm attraktiv für die Industrie. Doch auch die Medizin schätzt die Fasern längst wegen ihrer antibakteriellen Wirkung. Der Firma AMSilk ist es vor Jahren gelungen, Spinnenseidenproteine biotechnologisch herzustellen und zu Fasern zu verarbeiten.

Mikroalgen sind längst ein wichtiges Forschungsfeld und ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln setzen auf sie. Auch für die Herstellung von Biosprit und neuen Kunststoffen gewinnen Mikroalgen zunehmend an Bedeutung. Die Mikroalgenproduktion anzukurbeln ist daher auch das Ziel eines internationalen Projektes, an dem Jülicher Forscher seit einiger Zeit tüfteln.

Chemische Industrie und Umweltschutz – das war bis in die 1970er Jahre ein Thema mit viel Konfliktpotenzial. Auch heute ist es nicht immer einfach, chemische Prozesse umweltfreundlich zu gestalten. Doch die Branche hat die Herausforderung angenommen. Mit „Chemie 4.0“ will das Transferzentrum Chemie- und Biosystemtechnik im Großraum Halle-Leipzig die Nachhaltigkeit der Branche auf ein neues Niveau heben.

Bakterien werden in der Biotechnologie für die verschiedensten Aufgaben eingesetzt. So können so etwa zur Herstellung von Plattformchemikalien genutzt werden oder um Abgase in nützliche Rohstoffe umzuwandeln. Damit die gewünschten Prozesse von den Mikroben geleistet werden können, müssen diese zuvor oft aufwendig gentechnisch verändert werden.