Prisma

Müllbeutel, die verschwinden

Eingebettete Enzyme machen es möglich

Foto: gearstd/AdobeStock

mp | Die Natur bildet weltweite, komplexe Systeme, die dauerhaft nachhaltig sind. Für die Menschheit ist das beneidenswert. Sie bringt schon der Versuch an ihre Grenzen, simple Haushaltswaren wie Plastiktüten herzustellen, die die Umwelt nicht dauerhaft belasten. Seit Jahren wird wacker an abbaubaren Müllbeuteln geforscht, doch bisher hielten sich die Erfolge in Grenzen. Bei den meisten Produkten spaltet z. B. UV-Strahlung und Sauerstoff oder Wasser den Kunststoff an zufälligen Punkten innerhalb der Polymerketten. Zurück bleibt Mikroplastik, das nicht weiter abgebaut wird und streng genommen wiederum im gelben Sack entsorgt werden müsste. Forscher suchen daher nach Lösungen, wie z. B. Enzyme von den Kettenenden der Polymere unproblematische Monomere „abknabbern“ könnten. Wissenschaftler der University of California scheinen bei diesem Problem ein Stück weiter gekommen zu sein. Ihr Geheimnis: Sie betteten Enzyme – als Nanopartikel fein dispergiert – in ihre Kunststoffe ein. Verwendeten die Forscher für ihre Kunststoffe Polyester wie Polymilchsäuren oder Polycaprolactone, zersetzten sich diese innerhalb weniger Tage im Komposthaufen oder im Leitungswasser nahezu vollständig. Eine weitere Mülltrennung wäre hier nicht mehr nötig. Sie fanden auch heraus, dass das aktive Zentrum der Enzyme stabil blieb, wenn sich schützende Komplexe mit den Poly­meren gebildet hatten. Doch anders als bei den Polyestern gelang das Konzept bei Kohlenwasserstoffen nicht. Aktive Radikale, die sich in den Bindungsstellen der Enzyme gebildet hatten, konnten mit den teilkristallinen Trägermaterialien nicht reagieren. Die Wissenschaftler plädieren daher für einen intensiveren Forschungs­bereich, der sich mit der Enzymologie in festen Systemen beschäftigt. Zwar mag die Menschheit noch weit davon entfernt sein, wirklich nachhaltige Ideen umzusetzen. Aber Systeme, komplex wie die Natur selbst, entwickelt sie schon seit Äonen. |

Literatur

DelRe C et al. Near-complete depolymerization of polyesters with nano-dispersed enzymes. Nature 2021, doi.org/10.1038/s41586-021-03408-3Re

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