Seit langer Zeit existieren Probleme mit Kunststoff fossilen Ursprungs, wie zum Beispiel der hohe Beitrag zu CO₂ Emissionen bei der Verbrennung oder die Verseuchung der Umwelt mit nicht abbaubarem Mikroplastik. Daher beschäftigt sich das acib in den Arbeitsgruppen von Prof. Regina Kratzer und Prof. Harald Pichler im Rahmen des Horizon 2020 Projekts „Bionanopolys“ mit der Herstellung von Bionanoverbundwerkstoffen aus nachhaltig gewonnenen Rohstoffen.

Für die Herstellung von Biokunststoffen aus Pflanzenmaterialien werden mehrere verschiedene Prozessschritte benötigt. Zuerst wird die Biomasse bei der Steam Explosion durch abruptes Ablassen von hohem Druck aufgeschlossen. Die Zellulose der aufgelockerten Zellwandstruktur ist somit leichter für Cellulasen zugänglich. Bei der nachfolgenden enzymatischen Hydrolyse wird der behandelten Biomasse ein Enzymcocktail zugefügt. Die darin enthaltenen Cellulasen bauen Zellulose zu Glukose ab.

Die nun vorhandene Glukose wird von Mikroorganismen als Kohlenstoffquelle verwendet und zu verschiedenen Biopolymeren, wie PHA (Polyhydroxyalkanoat) oder PLA (Polylactat = Polymilchsäure), umgewandelt. Diese Biokunststoffe sind nicht nur biobasiert sondern auch bioabbaubar.

Im Rahmen unseres Praktikums konnten wir eigenständig Versuche zur Bioplastikgewinnung durchführen. Besonders spannend waren die micro-CT (micro-Computer-Tomographie) Scans von verschiedenen Holzproben, die wir mit Dr. Eduardo Machado Charry durchführen konnten. Basierend auf den Scanresultaten wurden 3D-Modelle der Holzproben mit einer Auflösung im Mikrometerbereich erstellt (siehe Abbildung).