Enzymen als oplossing voor zwerfafval

Onderzoekers van het Duitse Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research (IAP) zijn erin geslaagd enzymen in plastics in te bedden. De mogelijkheden die dit creëert zijn enorm. Denk aan plastic zwerfafval dat zichzelf vernietigt, zodat er niets achterblijft in de natuur.

Over het algemeen worden kunststoffen verwerkt tot ver boven de honderd graden Celsius. Enzymen zijn niet bestand tegen deze hoge temperaturen. Om ze hittebestendig te maken, stopte het Fraunhofer-instituut de enzymen in een hittebestendige laag, gemaakt van anorganische materialen die geen koolstof bevatten. Deze materialen beschermen tegen grote druk en temperaturen, waardoor het enzym beschermd is. Bovendien ‘vreet’ het enzym niet aan anorganische materialen, maar alleen aan het organische plastic.

Inbedden

De onderzoekers zochten bewust naar een manier om de gestabiliseerde enzymen niet alleen op het oppervlak van het plastic aan te brengen, maar direct in het plastic in te bedden. ‘Hoewel deze techniek veel moeilijker is, voorkomt deze techniek slijtage aan het materiaaloppervlak die de functionaliteit van de kunststoffen beïnvloeden’, legt Thomas Büsse uit, hoofd van de proeffabriek voor de verwerking van biopolymeren van het instituut in Schwarzheide.

Enzymen snel verdelen

Om een ​​optimaal materiaalresultaat in het proces te bereiken, moeten de gestabiliseerde enzymen zo snel mogelijk worden verdeeld tijdens het smelten van de kunststof, zonder blootgesteld te worden aan overmatige kracht of verhoogde temperaturen. Een lastige evenwichtsoefening. Büsse: ‘We hebben een proces ontwikkeld dat geschikt is voor zowel bioplastics als voor de conventionele op aardolie gebaseerde kunststoffen zoals polyethyleen. Onze onderzoeken tonen ook aan dat gestabiliseerde enzymen, eenmaal ingebed in het plastic, hogere thermische belastingen kunnen weerstaan ​​dan voorheen. Dat maakt het gebruik van enzymen en alle processtappen een stuk eenvoudiger.’

Octrooi

De eerste gefunctionaliseerde kunststofgranulaten, folies en spuitgietproducten zijn al geproduceerd. De onderzoekers hebben vastgesteld dat de enzymen die in deze producten zijn ingebed, actief blijven. De volgende stap is nu om het proces op te schalen, te testen en verder te optimaliseren voor dagelijks gebruik in verschillende toepassingen. Rosencrantz en Büsse zijn optimistisch — en hebben ook een octrooiaanvraag ingediend voor hun onderzoek.