Schätzungen zufolge treiben 150 Millionen Tonnen Plastikmüll durch die Meere. Es ist höchste Zeit für alternative Materialien. Biopolymere könnten Abhilfe schaffen. Und sie können sogar noch viel mehr.

Spätestens seit die EU ein Verkaufsverbot von Einweg-Kunststoffartikeln beschlossen hat, ist das Plastikproblem in aller Munde. Die Menschheit verbraucht viel zu viel Kunststoffprodukte, die am Ende meist in der Müllverbrennungsanlage enden – oder schlimmer: in der Umwelt. Dabei hält die Natur Alternativen bereit. Organische Verbindungen wie Zucker oder Stärke können zu Biopolymeren verarbeitet werden, aus denen sich allerhand nützliche Produkte zaubern lassen, die am Ende biologisch abbaubar sind.

An solchen Materialien forschen Prof. Dr. Eckhard Weidner vom RUB-Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Transportprozesse und Dr. Sulamith Frerich, die die Juniorprofessur für Virtualisierung verfahrenstechnischer Prozesse in Bochum innehat. Beide sind zugleich am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik „Umsicht“ in Oberhausen tätig. So können sie Grundlagenforschung an der RUB optimal mit anwendungsbezogener Forschung am Fraunhofer-Institut kombinieren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sehen Biopolymere dabei nicht nur als Ersatz für Plastikartikel, sondern erkunden, wie man verantwortungsvoll mit Kunststoffen umgeht und eine Verschmutzung der Umwelt durch zirkuläres Wirtschaften vermeidet.

Gegen die Nitratverschmutzung des Grundwassers

So erforscht das Team um Frerich an der RUB derzeit beispielsweise den Nutzen von Biopolymeren für ein gezieltes Einbringen von Düngemitteln in landwirtschaftlich genutzte Böden. Der Bedarf für eine solche Technik ist hierzulande erheblich: Die EU-Kommission hat Deutschland offiziell gerügt, weil in der Bundesrepublik wiederholt die Grenzwerte für den Nitrateintrag unter anderem durch Düngemittel im Boden überschritten wurden. „Die Gülle aus der Intensivtiermast wird auf die Felder gekippt und dadurch mehr Nitrat als nötig in den Boden eingebracht, das dann ins Grundwasser ausgewaschen wird“, sagt Sulamith Frerich. „Dabei brauchen Pflanzen eigentlich nur in bestimmten Wachstumsphasen den Stickstoff aus dem Dünger.“

Mithilfe von Biopolymeren will das Forschungsteam eine Methode entwickeln, um Dünger zu verkapseln und kontinuierlich in den Boden einzubringen. Das Kapselmaterial bildet eine Barriere zur Umwelt und soll ein plötzliches Freisetzen der stickstoffhaltigen Substanz verhindern.