In der modernen Welt ist das Recycling von Kunststoffen zu einer drängenden Herausforderung geworden. Weniger als fünf Prozent der weltweit anfallenden Nylon-Abfälle werden recycelt. Der Großteil dieser Abfälle wird entweder verbrannt oder landet in der Umwelt. Um diesen Problemen entgegenzuwirken, haben Forscher am Forschungszentrum Jülich in Zusammenarbeit mit der Firma Novonesis eine innovative Methode zur effizienteren Verarbeitung von Kunststoffabfällen entwickelt.

Im Fokus dieser neuen Ansätze steht ein genetisch verändertes Bakterium der Art Pseudomonas putida. Dieses Spezialbakterium hat die Fähigkeit, Nylon abzubauen und die resultierenden Stoffe in wertvolle Produkte umzuwandeln. Die vielversprechenden Forschungsergebnisse fanden ihren Weg in die Fachzeitschrift Nature Microbiology, wo sie das Potenzial dieser biologischen Recyclingtechnologie aufzeigen.

Die Technologie hinter dem ‚Nylonfresser‘

Das Forschungsteam, geleitet von Prof. Dr. Nick Wierckx, hat das Bakterium genetisch optimiert, um Nylonbruchstücke besser verstoffwechseln zu können. Durch gezielte Labor-Evolution entstand eine Bakterienkultur, die Nylon effizient abbaut. Dabei spielen spezielle Enzyme eine entscheidende Rolle. Diese Nylonasen wurden in die Bakterien integriert, um die kurzen Nylonketten weiter abzubauen und sie in Biopolyester umzuwandeln. Solche Innovationen sind Teil des EU-Projekts Glaukos, das darauf abzielt, den Lebenszyklus von Textilien und Fischereiausrüstungen nachhaltiger zu gestalten.

Das Ziel dieser Forschungsinitiative ist es, den CO₂-Fußabdruck und die Umweltbelastung durch Kunststoffe zu reduzieren. Insbesondere Nylon findet sich in vielen Alltagsprodukten, wie zum Beispiel Strumpfhosen, Sportbekleidung, Fischernetzen und Autokomponenten. Da die bisherigen Recyclingmethoden wie mechanisches und chemisches Recycling ineffizient sind – mechanisches Recycling funktioniert oft nur mit sortenreinen Abfällen und chemisches Recycling hinterlässt schwer weiterverarbeitbare Stoffgemische – könnte die neue Methode des ‚Nylonfressers‘ einen signifikanten Schritt nach vorne darstellen.

Recycling von Kunststoffen: Eine globale Perspektive

Laut der Veröffentlichung ‚Plastics – The Fast Facts 2023‘ von Plastics Europe und dem ‚Preferred Fiber and Materials Market Report 2022‘ der Textile Exchange bleibt das Recycling von Kunststoffen, namentlich Nylon, eine große Herausforderung. Die aktuelle Forschung zeigt Vielfalt in diesen Recyclingansätzen. Beispielsweise haben Minor et al. (2023) eine technische Bewertung chemischer Recyclingprozesse von Nylon 6 durchgeführt, während Alberti et al. (2019) verschiedene Ansätze zur Chemie des Polyamid-Recyclings erforschten.

Das mechanische Recycling beschränkt sich auf sortenreine Materialien und hat eine ausgezeichnete Recyclingfähigkeit für Produkte wie PET. Dennoch ist auch für andere Kunststoffe wie Nylon ein Umdenken nötig, da heterogene Materialien das Recyclingverfahren stark einschränken können. Alternativen wie das chemische Recycling, welches den Kunststoff in seine chemischen Grundbausteine zerlegt, bieten zwar neue Möglichkeiten, sind aber oft energieintensiv und kompliziert.

In diesem Kontext wird die Initiative EcoCircle immer relevanter, um die Kunststoffproduktion in eine Kreislaufwirtschaft zu überführen und die Technologien für das Recycling weiterzuentwickeln. Biotechnologische Recyclingverfahren, wie sie das Team um Prof. Dr. Nick Wierckx untersucht, könnten in Zukunft eine Schlüsselrolle spielen, indem sie die Sortierung der Abfälle vereinfachen und möglicherweise mechanische oder chemische Verfahren ganz ersetzen.

Die Forschung zu biotechnologischen Verfahren zeigt vielversprechende Ansätze, die möglicherweise sogar Upcycling ermöglichen. Dies bedeutet, dass durch die Nutzung dieser Technologien höherwertige Produkte geschaffen werden können, als sie ursprünglich aus den Ausgangsmaterialien hervorgingen. Die Arbeit rund um den ‚Nylonfresser‘ ist ein Beispiel für einen möglichen Paradigmenwechsel im Umgang mit Kunststoffabfällen und der Entwicklung nachhaltiger Lösungen.

Die Zukunft des Recyclings wird also durch innovative Ansätze sowohl aus der biotechnologischen Forschung als auch aus technischen Entwicklungen geprägt, die alle dazu beitragen, die Herausforderung der Kunststoffabfälle global zu bewältigen. Umso wichtiger ist es, diese Entwicklungen genau zu beobachten und die Implementierung in der Industrie voranzutreiben.