Bakterienforscher machen Schuhe kompostierbar
US-Forschende versetzen thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit Sporen eines hitzeresistenten Bakteriums. Dadurch baut sich das flexible Material, das beispielsweise in Laufschuhen verwendet wird, biologisch ab.
Foto: PantherMedia / Goodday
Schuhsohlen aus thermoplastischem Polyurethan (TPU) lassen sich dank einer Innovation von Forschenden der University of California San Diego künftig bedenkenlos im Kompost entsorgen. Übrig bleiben nur winzige Stückchen. Die Qualität des Kompostes leidet darunter nicht. Im Gegenteil: Die gewonnene Erde wird lockerer. Verantwortlich für den Zersetzungsprozess sind Sporen eines Stammes von Bacillus subtilis. Die Bakterien haben die Fähigkeit, Polymere abzubauen. Das Problem: Im natürlichen Zustand würden die fleißigen Helfer den Produktionsprozess von Schuhsohlen und anderen TPU-Produkten nicht überleben. Hintergrund: Beim Spritzgießen und Extrudieren werden Temperaturen von mindestens 135 °C erreicht.
Laborevolution statt Gentechnik
Ein Team rund um den Wissenschaftler Jon Pokorski hat das Bakterium deshalb so lange gezüchtet, bis es hohe Temperaturen erträgt. Die verwendete Technik wird als adaptive Laborevolution bezeichnet und schafft einen Stamm, der den Extrusionstemperaturen standhält. Die Forschenden veränderten die Bakterien also „evolutionär“, nicht durch Genmanipulation.
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Zur Herstellung biologisch abbaubarer Kunststoffteile haben die Forscher die trainierten Sporen zusammen mit TPU-Granulat in einen Extruder gegeben. Die Zutaten wurden anschließend vermischt und bei 135 °C in Form gebracht. Wenn die so modifizierten Kunststoffteile nun mit Mikroorganismen in Berührung kommen, die in Kompostbehältern biologischen Müll abbauen, werden die Bakterien aktiv und zerlegen den Kunststoff. Eine Gefahr für die Umwelt sieht Pokorski nicht. Die Bakterien würden auch in Probiotika verwendet und seien für Menschen und Tiere ungefährlich, sie könnten für die Pflanzengesundheit sogar von Nutzen sein.
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Kunststoff weist erhöhte Bruchdehnung auf
Auch der Kunststoff wird vorteilhaft verändert. Die Sporen dienen nämlich als verstärkender Füllstoff. Das Ergebnis ist eine TPU-Variante mit verbesserten mechanischen Eigenschaften. Beispielsweise ist die Bruchdehnung erhöht.
