Neue nachhaltige Polymer-Klasse entdeckt

Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1357 Mikroplastik haben Forschende der Universität Bayreuth eine neue Klasse von Polymeren entdeckt. Diese zeichnen sich nicht nur durch ihre bioabbaubaren und recyclingfähigen Eigenschaften aus, sondern ermöglichen zudem eine deutlich nachhaltigere Verarbeitung.

Der weitflächige Einsatz von Thermoplasten bringt erhebliche ökologische und technische Hürden mit sich, da deren Verformbarkeit durch Hitze eine energieintensive Verarbeitung bei hohen Temperaturen voraussetzt. Diese thermische Belastung verhindert zudem die Integration empfindlicher funktionaler Zusätze wie Enzyme oder Proteine. Ein weiteres Defizit ist die oft mangelhafte Abbaubarkeit vieler Thermoplaste, was die Anreicherung von Mikroplastik in der Umwelt vorantreibt. Die Bayreuther Studie präsentiert hierzu einen vielversprechenden Lösungsansatz: Die Entwicklung neuartiger Materialien, die bereits bei niedrigeren Temperaturen formbar sind. Diese Innovation senkt nicht nur den Energiebedarf der Produktion, sondern reduziert auch die Mikroplastikbelastung und verdeutlicht, wie interdisziplinäre Forschung konkrete Antworten auf die ökologischen Herausforderungen im Kunststoffsektor liefert.

Baroplastische Polymere: Nachhaltige Alternative zu Thermoplasten

Die Forschenden haben eine neue Klasse von Polymeren mit einem besonderen Eigenschaftsprofil entdeckt: sogenannte Triblock-Copolymere von Polyestern. Einige Vertreter zeigen baroplastische Eigenschaften, da sie sich allein durch Druck und niedrige Temperaturen verformen lassen. Als Pulver können sie in Formkörper gepresst werden und stellen somit eine energetisch nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Thermoplasten dar. Die niedrige Verarbeitungstemperatur ermöglicht zudem die Verkapselung hitzeempfindlicher Enzyme oder Proteine, was etwa deren Einsatz zur Abwasserreinigung oder zum Abbau von Mikroplastik erlaubt. Über diese technischen Zwecke hinaus sind die Polyester innerhalb von zwei Monaten unter Industriebedingungen kompostierbar, was schädliche Rückstände und Mikroplastik vermeidet. Da sie zudem chemisch sowie physikalisch recycelbar sind und sich vergleichsweise leicht sowie kontrolliert herstellen lassen, bieten diese Polymere ein realistisches Potenzial für vielfältige Anwendungen.

Interdisziplinärer Erfolg für nachhaltige Polymere

Dr. Chengzhang Xu zeigt sich begeistert über die Entdeckung: „Es war für mich sehr überraschend, dass bestimmte Vertreter der Blockcopolymere baroplastische Eigenschaften zeigen und zudem auch noch kompostierbar sind. Ich sehe damit noch sehr viele weitere Möglichkeiten, die weit über meine bisherigen Arbeiten hinausgehen. Ich freue mich, dass ich zu dieser Entwicklung einen Beitrag leisten konnte und damit die Welt verbessern kann,“ erklärt er. Prof. Dr. Seema Agarwal hebt ergänzend hervor, dass die Studie das besondere Zusammenspiel der interdisziplinär arbeitenden Teilprojekte des SFB 1357 Mikroplastik verdeutliche, welche eine solche Entwicklung erst ermöglichten. Dabei reiche das Spektrum von der Synthetisierung, Charakterisierung, Prozessierung und den Abbaubarkeitstests der Makromolekularen Chemie über biochemische Aktivitätstests von Enzymen bis hin zu ökotoxikologischen Untersuchungen der Tierökologie.

Quelle

Universität Bayreuth (04/2026)