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Herstellung möglich ist“ fasst Dr Ruben R Rosencrantz Leiter der Abteilung „Biofunktionalisierte Materialien und Glyko Biotechnologie“ am Fraunhofer IAP die ambitionierten Ziele des Projekts zusammen Schon jetzt nachdem ungefähr die Hälfte der Laufzeit vorbei ist zeigen sich große Erfolge Mit Blick sowohl auf die Enzyme selbst als auch auf den Verarbeitungsprozess ist die Einbindung von Enzymen gelungen Höhere Temperaturstabilität durch anorganische Träger Die Suche nach einer Möglichkeit die Enzyme zu stabilisieren führte die Forschenden zum Einsatz von anorganischen Trägern Diese stellen eine Art Schutzrüstung für das Enzym dar erklärt Rosencrantz „Wir verwenden beispielsweise anorganische Partikel die sehr porös sind Die Enzyme binden an diese Träger indem sie sich in die Poren einlagern Auch wenn dadurch die Beweglichkeit der Enzyme eingeschränkt ist bleiben sie weiterhin aktiv und halten deutlich höheren Temperaturen stand “ Er betont jedoch es gebe keinen allgemein gültigen Stabilisierungsprozess „ Jedes Enzym ist anders Welcher Träger und welche Technologie für dessen Beladung am geeignetsten ist bleibt enzymabhängig “ Die Forschenden suchten bewusst nach einer Möglichkeit die stabilisierten Enzyme nicht nur auf der Oberfläche des Kunststoffes aufzutragen sondern sie direkt in den Kunststoff einzuarbeiten „Dies ist zwar deutlich schwieriger aber so können auch Abnutzungserscheinungen an der Materialoberfläche der Funktionalität der Kunststoffe nichts anhaben“ erklärt Thomas Büsse der das institutseigene Verarbeitungstechnikum für Biopolymere in Schwarzheide leitet Um im Weiterverarbeitungsprozess ein optimales Materialergebnis zu erhalten müssen die stabilisierten Enzyme in der heißen Kunststoffschmelze der sie beigemischt werden schnellstmöglich verteilt werden ohne dass dabei die Krafteinwirkung oder die Temperaturen zu hoch werden Eine Gratwanderung mit deren Ergebnis Büsse sich zufrieden zeigt „Wir haben ein Verfahren entwickelt das sich sowohl für Biokunststoffe als auch für die klassischen erdölbasierten Kunststoffe wie Polyethylen eignet Zusätzlich zeigen unsere Untersuchungen dass stabilisierte Enzyme nach der Einarbeitung in den Kunststoff nochmals höheren thermischen Belastungen gewachsen sind als sie es vor der Verarbeitung waren Dies erleichtert den Einsatz der Enzyme und sämtliche Prozessschritte in erheblichem Maße “ Selbstreinigende Kunststoffe erst der Anfang Bisher haben sich die Forschenden am Fraunhofer IAP was die Wahl des Enzyms betrifft vor allem mit Proteasen beschäftigt Diese können andere Eiweiße spalten Der mit ihnen funktionalisierte Kunststoff erhält dadurch eine selbstreinigende Wirkung So könnten beispielsweise Rohre weniger leicht zuwachsen oder verstopfen Aber auch andere Enzyme werden systematisch getestet Die Kooperationspartner an der BTU Cottbus-Senftenberg setzen sich beispielsweise verstärkt mit Enzymen zum Kunststoffabbau und zum Abbau von giftigen Substanzen auseinander Erste funktionalisierte Kunststoffgranulate Folien und Spritzgusskörper wurden bereits hergestellt Dass die darin eingearbeiteten Enzyme weiterhin aktiv sind haben die Forschenden nachgewiesen Im nächsten Schritt wird nun die Alltagstauglichkeit in verschiedenen Anwendungen getestet und weiter optimiert Rosencrantz und Büsse sind optimistisch und haben nun auch eine Patentanmeldung auf ihre Forschung eingereicht Fraunhofer IAP www iap fraunhofer de Werkstoffe Werkstoffentwicklung www kunststoffmagazin de 39 Herstellung einer biofunktionalisierten Folie im Verarbeitungstechnikum