Neuer Ansatz für abbaubare Kunststoffe
Veröffentlichung in „Nature Chemistry“
12.04.2024
Forschende unter Beteiligung der TU Darmstadt haben einen Beitrag zur besseren Abbaubarkeit von Polymeren geleistet, der Hauptkomponente von Kunststoffen. Durch einen neuartigen molekularen Baustein, der in die Polymere eingebaut wird, kann der Abbau dieser Riesenmoleküle durch eine Kombination von mechanischen Kräften und wässriger Lauge ausgelöst werden, wie ein jetzt im renommierten Fachzeitschrift „Nature Chemistry“ veröffentlichter Artikel zeigt.
Dazu werden herkömmliche Monomere – niedermolekulare, reaktionsfähige Moleküle – mit neuen Monomeren auf Basis des ungesättigten Kohlenwasserstoffs Cyclobuten zu Polymeren verbunden. Aufgrund des Cyclobutens sind die Polymere nach mechanischer Behandlung, z.B. durch Mahlen, mit wässriger Lauge spaltbar. Die so abbaubaren Polymere könnten etwa das chemische Recycling von Kunststoffen erleichtern und einen Beitrag zur Reduzierung der Umweltverschmutzung durch Plastik leisten, wie die Wissenschaftler erklären. Auch bei der Verabreichung von Medikamenten oder in Form von Klebstoffen, die sich bei Bedarf wieder ablösen lassen, könnten sich die Stoffe als nützlich erweisen.
Internationale Forschungskooperation
Die Forschung wurde von Dr. Peng Liu (Adolphe Merkle Institut, Universität Fribourg) und Nico Bruns, Professor für Nachhaltige Funktionale Polymere an der TU Darmstadt, geleitet. Von der TU Darmstadt war zudem Dr. Stefan Immel vom Fachbereich Chemie beteiligt. Diese Forschungsarbeit, die in Zusammenarbeit zwischen Fachbereich Chemie der Technischen Universität Darmstadt, der University of Strathclyde, dem Adolphe-Merkle-Institut der Universität Fribourg und der Firma Waters GmbH durchgeführt wurde, wurde vom Schweizerischen Nationalfonds über den Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) Bio-inspirierte Materialien finanziert.
Die Publikation
Peng Liu, Sètuhn Jimaja, Stefan Immel, Christoph, Michael Mayer, Christoph Weder & Nico Bruns: „Mechanically triggered on-demand degradation of polymers synthesized by radical polymerizations“, Nature Chemistry (2024).
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