Plastikmüll ist überall auf dem Planeten zu finden. Auch die Meere sind stark damit belastet. Mit der Zeit zersetzen sich Tüten, Flaschen oder Fischernetze im Wasser. Übrig bleiben Mikroplastikpartikel, die beispielsweise in den Körper von Meeresbewohnern gelangen und diese schädigen. Über die Nahrungskette landen sie schließlich auch im menschlichen Körper. Japanische Forscher wollen Abhilfe schaffen: Sie haben einen Kunststoff entwickelt, der sich in Salzwasser auflöst. Anzeige Das Material ähnelt bei Gewicht und Festigkeit herkömmlichen Kunststoffen: Es basiert auf supramolekularen Polymere, die schwächere und reversible Bindungen eingehen. Das verleiht diesen Polymeren einige praktische Eigenschaften, etwa die Fähigkeit, sich selbst zu reparieren, indem sie wieder zusammengedrückt werden. Zudem lassen sie sich einfach recyceln. Mit bestimmten Lösungsmitteln können die Bindungen auf Molekülebene aufgebrochen werden. So können die supramolekulare Polymere leicht wiederverwendet werden. Supramolekulare Polymerbindungen sind schwach Allerdings haben diese Polymere auch einen entscheidenden Nachteil: "Die reversible Natur der supramolekularen Polymerbindungen ist auch ihre Schwäche, da die Materialien zu leicht zerfallen", sagt Takuzo Aida. "Das hat ihre Anwendungsmöglichkeiten limitiert." Das Team des Materialwissenschaftlers vom Forschungsinstitut RIKEN in Wako auf der japanischen Hauptinsel Honshu hat den neuen Kunststoff entwickelt. Ziel war ein supramolekulares Material, das unter bestimmten Bedingungen schnell in ungiftige Teile zerfällt, das aber trotzdem die mechanische Festigkeit herkömmlicher Kunststoffe aufweist. Aida dachte an eine Reaktion, durch die die molekularen Bindungen fest werden, und an ein Salz, das sie wieder löst. Das Team kam schließlich auf eine Mischung aus Natriumhexametaphosphat, einem gängigen Lebensmittelzusatz, und Monomeren auf der Basis von Guanidinium-Ionen, die in Düngern verwendet werden. Wenn diese beiden in Wasser zusammengemischt werden, dann trennt sich die Lösung in zwei Schichten, eine viskose untere und eine wässrige obere. Die untere Schicht enthielt die beiden Bestandteile, die über Salzbrücken gebunden waren. Sie wurde extrahiert und getrocknet, und es entstand eine kunststoffartige Folie. Die Salzbrücken machen sie so stabil wie herkömmliche Kunststoffe. Sie ist nicht brennbar, farblos und transparent. Aufgelöst in weniger als neun Stunden Anzeige Wird die Folie in Salzwasser getaucht, zerfällt sie wieder in ihre Bestandteile: Die Elektrolyte im Salzwasser lösen die Salzbrücken wieder. Nach etwa 8,5 Stunden im Salzwasser löst sich die Folie auf. Das stellt allerdings ein Problem dar. Das Material kann unbeabsichtigt mit Salzwasser in Kontakt kommen. Die Wissenschaftler schlagen daher eine wasserabweisende Beschichtung vor. Das Endprodukt bleibe wiederverwertbar, sagt Aida: Es reiche, die Oberfläche zu zerkratzen. Dann könne Salz eindringen und das Material zersetzen. Beim Zersetzungsprozess werden Stickstoff und Phosphor freigesetzt. Diese könnten von Mikroben verstoffwechselt und von Pflanzen aufgenommen werden, sagen die Forscher, die ihre Entwicklung in der Fachzeitschrift Science vorstellen. (wpl)