Grazer Chemiker nutzen Bakterienenzyme zur Kunststoffproduktion

11. Dezember 2014, 20:13
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Produktion von Perlon soll dank neuem Syntheseverfahren günstiger und umweltfreundlicher werden

Graz - Enzyme arbeiten als Katalysatoren weitaus effizienter als alle bisher vom Menschen erdachten synthetischen Katalysatoren. Grazer Chemiker haben nun eine Methode entwickelt, nach dem Vorbild von Bakterienenzymen einen Grundbaustein für die Kunstfaserproduktion umweltfreundlicher und kostengünstiger herzustellen.

Um die Polyamidfaser Nylon-6 - auch bekannt als Perlon - herzustellen, werden weltweit jährlich an die 4,2 Mio. Tonnen an Epsilon-Caprolactam als Ausgangsstoff für die Polymerisation eingesetzt. Der Nachteil: Bei der Erzeugung dieser Substanz fallen giftige Abfallprodukte an, erklärt Wolfgang Kroutil vom Institut für Chemie der Universität Graz. Sein Team hat einen Weg gefunden, wie sich ein alternativer Nylonbaustein umweltfreundlicher und gleichzeitig kosten- und ressourcenschonender produzieren lässt.

Günstiger Reaktionsweg

Dabei nimmt man sich die Natur zum Vorbild und setzt auf gekoppelte Enzymreaktionen. "In der Natur stellt jede Zelle eine hocheffiziente Maschinerie dar, die Nährstoffe aufnimmt, verarbeitet und neue Substanzen herstellt. Enzyme überführen die Stoffe in einzelnen aufeinanderfolgenden Schritten in einer sogenannten Umwandlungskaskade in eine neue Substanz", so Kroutil. Er beschäftigt sich mit Enzymen als natürliche Katalysatoren, die in der Lage sind, chemische Prozesse kostengünstiger, umweltfreundlicher und präziser zu steuern als herkömmliche Katalysatoren.

"Wir haben einen Reaktionsweg konstruiert, bei dem unter Einsatz von sechs verschiedenen Enzymen der Grundbaustein für die Herstellung von Nylon-6 entsteht", so der Chemiker. Dabei würden die Enzyme wie Zahnräder eines Uhrwerks ineinandergreifen, wodurch das konstruierte "Team" der Biokatalysatoren eine Aufgabe bewerkstelligen könne, die für die Produktion von großem Interesse sei. Die benötigten Enzyme stammen aus verschiedenen Bakterien.

Laut Kroutil würden bei der neuen Methode deutlich weniger Abfall- und Nebenprodukte entstehen. Und während im herkömmlichen Verfahren Wasserstoffperoxid als Reaktionsmittel verwendet wird, komme man mithilfe der Biokatalyse mit Sauerstoff und Ammoniak aus. Industriepartner der Grazer Chemiker war der deutsche Kunststoffproduzent Evonik. Das Unternehmen habe die neue Methode bereits zum Patent angemeldet, so Kroutil. (APA/red, derStandard.at, 11.12.2014)

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