Die Raupen fressen Löcher in Polyethylen und verlieren dabei gleichzeitig deutlich an Körpermasse.. (Bild: Fraunhofer LBF)
Nicht für das Recycling von PE geeginet: Die Raupen der Wachsmotte fressen den Kunststoff und schieden es unverändert wieder aus. (Bildquelle: Fraunhofer LBF)
Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur bildgebenden chemischen Analyse der Kunststoff-Verdauung in Raupen (Raupe) hat ein Team des Fraunhofer LBF mithilfe hochauflösender Raman-Mikroskopie den Weg des Plastiks durch die Raupe verfolgt gefunden. Im Zuge des Projektes hat das Team zudem eine dedizierte Software für die Raman-Mikroskopie an Gemischen in Python entwickelt. Mithilfe von maschinellem Lernen kann diese die überlagerten Raman-Spektren der Bestandteile entmischen. Sie liefert einerseits die Spektren der Einzelkomponenten und andererseits deren örtliche Konzentration. So können die Wissenschaftler auch geringe Konzentrationen eines Stoffes wie PE innerhalb eines komplexen Gemisches aufspüren.
Die Kombination von Raman-Mikroskopie und Software ist in der Lage, geringe Konzentrationen von Kunststoffen innerhalb eines Gemisches verschiedenster organischer Substanzen, wie sie innerhalb der Raupe vorliegen, räumlich darzustellen. Dies ist dreidimensional mit einer Auflösung von bis zu einem Mikrometer möglich. Durch die Nutzung einer konfokalen Optik können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Raupen zerstörungsfrei, das heißt weitgehend ohne Präparation untersuchen.
Die Raupen fressen Löcher in Polyethylen und verlieren dabei gleichzeitig deutlich an Körpermasse.. (Bildquelle: Fraunhofer LBF)
Kein biologischer Abbau von Polyethylen
Die bisherigen Ergebnisse verblüfften das Projektteam: Raupen fressen Löcher ins Polyethylen, nehmen geringe Mengen davon auf und verlieren gleichzeitig deutlich an Körpermasse. Wenn Löcher vorhanden sind, stoppen die Raupen die weitere Materialaufnahme. Die analytischen Messdaten zeigen, dass die Raupen das Polyethylen unverändert wieder ausscheiden.
„Dass Raupen herkömmliche Kunststoffe biologisch abbauen, bleibt zunächst weiterhin eine Vision. Für die wissenschaftliche Forschung wird es daher umso wichtiger, anfallende Kunststoffabfälle unter Berücksichtigung aller Stationen entlang der Wertschöpfungskette von Verpackungen zu vermeiden und wiederzuverwerten“, betont Dr. Bastian Barton, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF betreute. Dringend benötigt würden verbesserte Konzepte und geeignete Technologien für die Herstellung von Post-Consumer-Kunststoffen mit hoher Qualität und konstanter Lieferbarkeit. Erst dann könnten bereits eingesetzte Kunststoffe massenhaft und für eine breite Produktpalette wiederverwendet werden, so Barton weiter. (jhn)
