18 Oktober 2018

Selbstheilendes “Wundermaterial” frisst CO2

Klimagas wird zielgerichtet genutzt, damit der innovative Stoff wächst und auch erstarkt

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Ein Riss (oben) mit Kohlendioxid geschlossen (unten) (Grafik: mit.edu)

Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der University of California haben ein neues Material entwickelt, das Kohlendioxid in der Luft anzapft, um zu wachsen, sich zu verstärken und sogar Risse zu reparieren. Der Kunststoff, der sich als Konstruktions- und Reparaturmaterial oder auch als Schutzhülle nutzen lässt, wandelt das Klimagas kontinuierlich in den kohlenstoffbasierten Kunststoff um.

Gel setzt Prozess in Gang

Das neue Material ist eine gelartige Substanz, die einen chemischen Prozess in Gang setzt, der der Umsetzung von Kohlendioxid in Pflanzen ähnelt. Kombiniert mit Sonnenlicht, wandeln sie das Klimagas in Biomasse um. Die Forscher stellen sich vor, daraus leichtgewichtige Paneele herzustellen, die irgendwo eingebaut werden. Mit der Zeit verfestigt sich das Material unter dem Einfluss von Sonnenlicht und durch die Einlagerung von Kohlendioxid.

“Das ist ein völlig neues Konzept in der Materialwissenschaft”, schwärmt Michael Strano, Professor für Chemieingenieurswesen am MIT. Die Entwicklung eines Materials, bei dessen Herstellung keine Energie benötigt wird und das sogar noch Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt, habe ganz offensichtlich Vorteile für Umwelt und Klimaschutz.

Spinatblätter liefern Chloroplasten

Die Forscher setzen Chloroplasten aus Spinatblättern ein. Das sind Organellen der Zellen von Grünalgen und höheren Pflanzen, die Photosynthese betreiben. Diese Organellen fungieren als Katalysatoren, die die Umwandlung von Kohlendioxid in Glukose in Gang setzen. Normalerweise halten Chloroplasten nicht lange durch, nachdem sie Pflanzen entnommen wurden. Strano und seinem Team gelang es aber, die Funktionsfähigkeit der Chloroplasten über einen langen Zeitraum zu erhalten. Wie das geht, ist natürlich ein Geheimnis.

Basismaterial ist ein Grundgerüst aus einem Polymer namens APMA, Glukose, einem Enzym namens Glukose-Oxidase und eben Chloroplasten. Es ist eine Art Gel, also für Konstruktionen noch nicht geeignet, obwohl es mit der Zeit durch den Einfang von Kohlendioxid-Molekülen fester wird. Als Füllmaterial, ähnlich einer Spachtelmasse für Wände sowie als Schutzhülle für wertvolle Geräte sei es jedoch schon geeignet. Derzeit optimiert das Team das Material. Schon in naher Zukunft soll es tatsächlich bei größeren Vorhaben eingesetzt werden.

Source: Pressetext, Pressemitteilung, 2018-10-12.
Author: Wolfgang Kempkens

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