Symbolbild (Bild: computergeneriertes Bild)

Chemiker entwickeln biologische PHAs

Publiziert

Sie werden als "Traum"-Kunststoffe bezeichnet: Polyhydroxyalkanoate oder PHAs. Sie sind bereits die Grundlage einer jungen Industrie und gehören zu einer Klasse von Polymeren, die auf natürliche Weise von lebenden Mikroorganismen oder synthetisch aus biologisch erneuerbaren Rohstoffen hergestellt werden. Sie sind in der Umwelt, einschliesslich der Ozeane und des Bodens, biologisch abbaubar.

Es gibt jedoch einen Grund, warum sich PHAs nicht als nachhaltige, umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen durchgesetzt haben. Kristalline PHAs sind spröde und daher nicht so haltbar und praktisch wie herkömmliche Kunststoffe. Sie lassen sich nicht so leicht schmelzen und recyceln, was ihre Herstellung teuer macht.
Polymerchemiker der Colorado State University unter der Leitung von Eugene Chen, Professor am Fachbereich Chemie, haben eine synthetische PHA-Plattform entwickelt, die jedes dieser Probleme löst und den Weg für eine Zukunft ebnet, in der sich PHAs als wirklich nachhaltige Kunststoffe auf dem Markt durchsetzen können.
Chen und seine Kollegen berichten in der Fachzeitschrift Science über eine neue Klasse umgestalteter PHAs, die durch chemische Katalyse leicht zugänglich sind.
Die Forscher hatten nach einer Strategie gesucht, um die thermische Instabilität herkömmlicher PHAs zu beheben; ihre mangelnde Hitzebeständigkeit erschwert auch die Verarbeitung in der Schmelze zu Endprodukten. Die CSU-Chemiker änderten die Struktur dieser Kunststoffe grundlegend und ersetzten reaktive Wasserstoffatome, die für den thermischen Abbau verantwortlich sind, durch robustere Methylgruppen. Durch diese strukturelle Veränderung wird die thermische Stabilität der PHAs drastisch erhöht, so dass die Kunststoffe in der Schmelze verarbeitet werden können, ohne sich zu zersetzen.
Darüber hinaus sind diese neu entwickelten PHAs mechanisch widerstandsfähig und übertreffen sogar die beiden gebräuchlichsten Standardkunststoffe: Polyethylen hoher Dichte - das in Produkten wie Milch- und Shampooflaschen verwendet wird - und isotaktisches Propylen, das zur Herstellung von Automobilteilen und synthetischen Fasern verwendet wird. Das Beste daran ist, dass das neue PHA mit einem einfachen Katalysator und Wärme chemisch in sein Grundmolekül, das so genannte Monomer, zurückverwandelt werden kann, und das zurückgewonnene saubere Monomer kann wiederverwendet werden, um das gleiche PHA erneut herzustellen - im Prinzip unendlich oft.
"Wir fügen den biologischen PHAs drei erwünschte Schlüsseleigenschaften hinzu, darunter das chemische Recycling in einem geschlossenen Kreislauf, das für die Verwirklichung einer Kreislaufwirtschaft für PHAs unerlässlich ist", so Chen.

Literatur
Li Zhou et al.; Chemically circular, mechanically tough, and melt-processable polyhydroxyalkanoates; Science; 2023

EVENTS

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

The Pharma Days

Veranstaltung für Zusammenarbeit, Innovation und Geschäftswachstum in der pharmazeutischen Industrie

Datum: 27.-28. Mai 2026

Ort: Genf (CH)

Swissmem Industrietag

Konferenz für die Berufsbildung in der Schweizer Tech-Industrie

Datum: 23. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

CosmeticBusiness

Internationale Fachmesse für die Kosmetik-Zulieferindustrie

Datum: 10.-11. Juni 2026

Ort: München (D)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 10.-12. Juni 2026

Ort: Genf (CH)

GS1 Excellence Days

Konferenz für Innovationen und Lösungen im Bereich der Standardisierung, Identifikation und Geschäftsprozesse

Datum: 18. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

FILTECH

Internationale Fachmesse für Filter- und Trenntechnologie

Datum: 30. Juni-02. Juli 2026

Ort: Köln (D)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

Swiss Green Economy Symposium

Konferenz zum Thema Wirtschaft und Nachhaltigkeit in der Schweiz

Datum: 2.-4. September 2026

Ort: Winterthur (CH)

Ilmac Lausanne

Fachmesse und Branchentreff für die Chemie- und Life-Science-Industrie in der Westschweiz

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Lausanne (CH)

POWTECH

Internationale Fachmesse für Technologien zur Verarbeitung von Pulvern, Feststoffen und Flüssigkeiten

Datum: 29. September -1.Oktober 2026

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Events für Hightech-Innovationen aus den Schlüsseltechnologien Optik, Photonik, Elektronik und Mechanik

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Jena (D)

Rehacare

Internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege

Datum: 23.-26. September 2026

Ort: Düsseldorf (D)

VISION

Weltleitmesse für industrielle Bildverarbeitung

Datum: 6.-8. Oktober 2026

Ort: Stuttgart (D)

IFAS

Internationale Fachmesse für den Schweizer Gesundheitssektor

Datum: 20.-22. Oktober 2026

Ort: Zürich (CH)

CPHI

Weltweit führende Messe für die pharmazeutische Industrie

Datum: 6.-8. Oktober 2026

Ort: Frankfurt (D)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 10.-13. November 2026

Ort: München (D)

SEMICON Europa

Europäische Leitmesse für Mikroelektronik

Datum: November 2026

Ort: München (D)

AUTOMA+

Kongress für die Pharmaindustrie mit Konzentration auf die digitale Transformation und Automatisierung

Datum: 16.-17. November 2026

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

Leitmesse für die Verpackungs- und Intralogistikbranche

Datum: 24.-26. November 2026

Ort: Paris (F)

Bitkom Digital Health Conference

Konferenz für die Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung im Gesundheitswesen

Datum: 24. November 2026

Ort: Berlin (D)

LabConCert

Internationale Konferenz zu Biosicherheit und Labortechnik

Datum: 8.-9. Dezember 2026

Ort: Marburg (D)

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 1.-3. Dezember 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Pharmapack Paris

Europäische Fachmesse für die Pharmaverpackungs- und Arzneimittelverabreichungsgeräteindustrie

Datum: 27.-28. Januar 2027

Ort: Paris (F)

Empack Schweiz

Schweizer Fachmesse für Verpackungslösungen und -technologien

Datum: 27.-28. Januar 2027

Ort: Zürich (CH)

Logistics & Automation

Fachmesse für Intralogistik, Distribution, Transport und E-Logistik in der Schweiz

Datum: 27.-28. Januar 2027

Ort: Zürich (CH)

Paris Packaging Week

Weltweit grösste Messe für Verpackungsinnovationen in der Parfüm-, Kosmetik- und Körperpflegeindustrie

Datum: 3.-4. Februar 2027

Ort: Paris (F)

Vivaness

Internationale Fachmesse für Naturkosmetik

Datum: 16.-19. Februar 2027

Ort: Nürnberg (D)

health.tech GLOBAL SUMMIT

HealthTech bezeichnet den Einsatz moderner digitaler Technologien wie Apps, Wearables oder KI zur Verbesserung von Gesundheitsversorgung, Prävention und medizinischer Diagnostik.

Datum: 2.-4. März 2027

Ort: Basel (CH)

Additive Manufacturing Forum

Europäische Leitkonferenz und Fachausstellung für additive Fertigung

Datum: 2.-3. März 2027

Ort: Berlin (D)

Forum Kreislaufwirtschaft

Veranstaltung für die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft in verschiedenen Bereichen

Datum: 18. März 2027

Ort: Zürich (CH)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 16.-18. März 2027

Ort: Stuttgart (D)

Trendtage Gesundheit Luzern

Veranstaltung für aktuelle Trends und Perspektiven im Gesundheitswesen

Datum: 10.-11. März 2027

Ort: Luzern (CH)

Global Industrie

Messe für den gesamten industriellen Sektor in Frankreich und darüber hinaus

Datum: 15.-18. März 2027

Ort: Paris (F)

LABVOLUTION

Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflow.

Datum: Mai 2027

Ort: Hannover (D)

Achema

Weltleitmesse für Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

Automatica

Weltleitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 31. August- 2. September 2027

Ort: Bern (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 21.-23. September 2027

Ort: Basel (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 21.-24. September 2027

Ort: Berlin (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 21.-23. September 2027

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten

Datum: 19.-22. Okotber 2027

Ort: Düsseldorf (D)

transport-CH

Schweizer Fachmesse für Nutzfahrzeuge und Automobil-Werkstattbedarf

Datum: 10.-13. November 2027

Ort: Bern (CH)

AQUA Suisse

Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement

Datum: 1.-2.Dezember 2027

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 1.-2. Dezember 2027

Ort: Zürich (CH)

Swissbau

Fachmesse der Schweizer Bau- und Immobilienwirtschaft

Datum: 18.-22. Januar 2028

Ort: Basel (CH)

aqua pro

Schweizer Fachmesse für die Bereiche Trinkwasser, Abwasser und Gas

Datum: Februar 2028

Ort: Bulle (CH)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 9.-17. Mai 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis