Keine unmögliche Mission mehr: Forscher entdecken einen neuen Weg zum Abbau der komplexesten Kunststoffe

Unser Verhältnis zur Umwelt ist ausgesprochen komplex, wie die Kontroverse über die globale Erwärmung und den Klimawandel zeigt. Der Mensch beutet die natürlichen Ressourcen immer intensiver aus und verschmutzt die Umwelt mit Abfallprodukten, ist aber gleichzeitig bestrebt, den Verbrauch zu senken und die Recyclingpraktiken zu verbessern. In diesem Zusammenhang hat eine aktuelle Studie, die einen Weg gefunden zu haben scheint, Polystyrol abbaubar zu machen, für Aufsehen gesorgt. Mal sehen, wie das geht!

Wie kann man Polystyrol auf einfache und wirksame Weise abbauen?

Unsplash

Polystyrol, oder Styropor, ist ein schwer abbaubarer Kunststoff, der in der Regel Hunderte von Jahren nahezu unverändert in der Umwelt verbleibt. Forscher der Universität Aachen in Deutschland haben einen Weg gefunden, diesen Prozess zu erleichtern und Polystyrol abbaubar zu machen. Dazu verwendeten sie einen biohybriden Katalysator, der aus einem verankernden Peptid und einem Kobalt-Cofaktor besteht. Während das Peptid die Aufgabe hat, stabil an das Polystyrol zu binden, übernimmt der Cofaktor eine katalytische Funktion. Aber was ist ihre Aufgabe?

Das verankernde Peptid und der Kobalt-Cofaktor führen gemeinsam in einem von den Forschern so genannten biohybriden Katalysator polare funktionelle Gruppen in das Polystyrol ein, die dessen Abbau erleichtern. In der Praxis oxidieren sie das Polystyrol, wodurch dieses Material viel leichter recycelt werden kann und umweltfreundlicher wird, wenn auch nur indirekt.

Wie funktioniert der biohybride Katalysator, der Polystyrol abbaut?

Phyrexian/Wikimedia Commons - CC BY-SA 3.0 DEED

Polystyrol besteht aus aneinander gebundenen Styrolketten, die nur schwer abbaubar sind, weil es ihnen an Anknüpfungspunkten für Enzyme oder chemische Reagenzien fehlt. Hier kommt der Biohybrid-Katalysator ins Spiel, der das Polystyrol und vor allem die Verankerungspeptide abbaut. Dabei handelt es sich um kurze Proteinfragmente, die sich sehr gut an die glatten Oberflächen des Polystyrols binden, so dass der Kobalt-Cofaktor seine Arbeit als Katalysator verrichten kann.

Um diese Hypothese zu beweisen, hat das Forscherteam ein Verankerungspeptid über eine chemische Verbindung mit dem Kobalt-Cofaktor verbunden. Konkret handelt es sich um das Peptid LCI (Liquid Chromatography Peak I), das mit nur einem Gramm Substanz und der Dicke eines Moleküls 654 Quadratmeter Polystyrol bedecken kann. In der Praxis bedeutet dies, dass das Peptid als Träger für den Katalysator kostengünstig und effektiv eingesetzt werden kann. Und damit Polystyrol abbaubar machen kann.

Die Zukunft der Forschung: Nachhaltige Bewirtschaftung von Kunststoffabfällen

Unsplash

Die Einführung des Biohybrid-Katalysators in den Aufbereitungs- und Recyclingprozess könnte die Art und Weise, wie wir mit Polystyrolabfällen umgehen, grundlegend verändern. Einerseits wird es so möglich sein, die Umweltverschmutzung zu verringern und einen leider immer stärker werdenden Trend umzukehren. Andererseits können die Forscher das Konzept des biohybriden Katalysators auch auf andere schwer zu verarbeitende Polymere anwenden.

Wie auch immer man es betrachtet, die Entdeckung der deutschen Forscher ist ein bedeutender Schritt nach vorn beim Recycling von Kunststoffen und darüber hinaus. Die Verringerung der Umweltverschmutzung ist immer der erste Schritt zu einem nachhaltigeren Umgang mit der Umwelt: Es ist nie zu spät.