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HomeNachrichten aus JapanGesundheit & WissenschaftJapanische Universität entwickelt selbst reparierenden Kunststoff

Dadurch können auch Plastikabfälle reduziert werden

Japanische Universität entwickelt selbst reparierenden Kunststoff

Plastikabfälle sind ein großes Problem der heutigen Gesellschaft. Fast überall sind kleinste Teile zu finden. Japanische Forscher haben nach eigenen Angaben nun einen Weg gefunden, Kunststoff herzustellen, der sich bis zu einem gewissen Grad selbst regeneriert. Dieses Plastik kann in Handys, Autos oder anderen Produkte verwendet werden, um somit auch die anfallenden Abfallmengen zu reduzieren.

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Takuzo Aida, Professor für Chemie an der Universität of Tokyo und seine Kollegen weltweit arbeiteten lange an dem innovativen Kunststoff. Jetzt habe man eine Version herstellen können, die in winzigen Mengen gewöhnlichem Kunststoff beigemengt werden kann und welche dann Risse und Sprünge im Material automatisch repariert. Die ersten Ergebnisse der Forschung wurden Ende März auf der Jahreskonferenz der Chemical Society of Japan vorgestellt.

Kunststoff, der sich selbst wieder zusammensetzt

Die Reaktionen waren eindeutig. Viele Wissenschaftler sind sich sicher, dass diese Technik weiterentwickelt werden muss. Durch sie könne man nachhaltige und langlebige Kunststoffe herstellen, die nicht weggeworfen oder aufwendig recycelt werden müssten. Aus einem im Februar veröffentlichten Bericht der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) ging hervor, dass 2019 weltweit nur neun Prozent der Kunststoffabfälle recycelt wurden.

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Nicht wiederverwertbare Kunststoffe werden immer noch vergraben oder verbrannt. Ein Teil dieses Plastiks landet auch nach wie vor unkontrolliert in den Weltmeeren. Plastik ist für die Umwelt besonders schädlich, da es sich unter natürlichen Bedingungen nicht zersetzt. Bereits 2018 verwendeten Aida und seine Kollegen eine Substanz namens „Polyether-Thioharnstoff“, um ein Material zu schaffen, das sich selbst wiederherstellen kann.

In einer neuen Forschungsreihe wandte das Team dasselbe Material auf einen anderen Kunststoffbestandteil an. Dabei konnte die Fähigkeit zur Regeneration um 20 Prozent gesteigert werden. Die Versuche zeigten auch, dass das Gemisch sich bei normaler Raumtemperatur selbst repariert. Denn wenn die Fragmente unter diesen Bedingungen gegeneinander gedrückt werden, scheint es, als würden sie selbstständig wieder zusammenzuwachsen. Der neue Kunststoff besteht aus ineinander verschlungenen Ketten von vielen Molekülen. Die Verbindungen werden aufgelöst, wenn das Plastik beschädigt wird.

Plastik, das wieder zusammenwächst
Selbstreparierender Kunststoff. Bild: Tokyo Universität

Diverse Anwendungsmöglichkeiten denkbar

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Gegenstände, die aus gewöhnlichem Plastik hergestellt werden, müssen bei hohen Temperaturen geschmolzen werden, um die Moleküle wieder miteinander zu verbinden und sie somit zu reparieren. Der neuartige Kunststoff hingegen fixiert die gebrochenen Molekülketten durch einen Mechanismus, den man „Wasserstoffbrückenbindung“ nennt. Legt man die beschädigten Teile etwa eine Stunde lang bei Raumtemperatur zusammen, können sich die Ketten wieder verbinden, die Haltbarkeit ist vollständig wiederhergestellt.

Das Team geht so weit, auch Risse und Schäden im Inneren, die mit dem bloßen Auge meist nicht zu sehen sind, mit der Technik wiederherstellen zu können. Die Forscher gehen davon aus, dass durch diese Technologie sich selbst regenerierende Kunststoffe mit verschiedensten Eigenschaften hergestellt werden können. Diese könnten dann in Handy-Bildschirmen, Brillen, Heimelektronik, Möbeln, Flugzeugen und Autos zum Einsatz kommen.

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