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Plastic World: Kunststoff fürs Leben

Ein künstliches Rinderhorn – hart wie Knochen und lichtdurchlässig. Um 1530 hatten sich der Schweizer Kaufmann Bartholomäus Schobinger und der bayerische Benediktinermönch Wolfgang Seidel im Hause der Fugger getroffen, um im Labor eine verrückte Idee umzusetzen. Die Herstellung einer «durchsichtigen materi … gleich wie ein schons horn». Die Ingredienzen dazu boten Ziegen- oder andere Magerkäse. Eine aufwendige Prozedur aus Sieden, Abkühlen, Rühren, Abschneiden. Am Ende ist Seidel begeistert: «Wenn man es richtig gemacht hat, kann man damit Tischplatten, Tischgeschirr und Medaillons giessen, also alles, was man will.»

Ein Menschheitstraum
Die älteste bekannte Rezeptur für Kunststoff im deutschsprachigen Raum machte einen Menschheitstraum wahr. Schon die Alchimisten setzten alles daran, an die Stelle teurer Rohstoffe Ersatzwerkstoffe zu setzen. Erst seit gut 50 Jahren hat Erdöl als billiger Ausgangsstoff zur Kunststoffherstellung die Naturstoffe verdrängt. Mit teilweise katastrophalen Folgen: Ganz schwer abbaubare Plastikprodukte wie die berühmt-berüchtigten Packungen aus den globalen Supermärkten verschmutzen die Natur und die Weltmeere. Über 200 Jahre dauert es zum Beispiel, bis eine Wegwerfwindel in der Natur abgebaut wird.

Natürlicher Kunststoff
Deshalb gilt auch in unserer «Plastic World» immer mehr die Devise: vorwärts in die Vergangenheit, zurück zu Polymeren aus natürlichen Quellen. Mit ganz neuen Anwendungsgebieten zum Beispiel in der Medizin: «Natürlicher Kunststoff» ist heute Trägermaterial für Herzklappen. Damit wird es auch möglich, dass sich Operationsnähte oder -schrauben nach einiger Zeit im Körper mit ausschliesslich natürlichen Abbauprodukten selbst auflösen.

Um Kunststoff herzustellen führt bisher kein Weg am Erdöl vorbei. Oder doch? Forscher entwickeln mit Bakterien jetzt ganz neue biobasierte Kunststoffe.

Wie vor einem halben Jahrtausend gehören Schweizer auch diesmal zu den Vorreitern. In den Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa www.empa.ch) in Dübendorf bei Zürich wird in diesem Bereich geforscht. Professor Frank Nüesch, Leiter der Abteilung Funktionspolymere, entwickelt zum Beispiel Solarzellen aus organischen Farbstoffen. Diese können auch transparent sein – womit künftig selbst in Büroverglasungen oder Autoscheiben Strom erzeugt werden könnte.

Bakterien als Baumeister
Im Bereich Medizintechnik arbeitet an der Empa das Team von Dr. Katharina Maniura, Leiterin der Abteilung Biointerfaces, an neuen Knochenersatzimplantaten. Nanofasern aus Polymeren sollen dem Material die entsprechende Festigkeit geben. Der Clou dabei: Die Polymere werden von Pflanzen oder Bakterien erzeugt und sind im Körper abbaubar. Als Zerfallsprodukt bleibt Milchsäure übrig, die es im Körper ohnehin gibt. «Wenn zum Beispiel nach einem Unfall Knochen im Kopfbereich benötigt werden, wird dieser oft noch aus anderen Körperteilen entnommen, zum Beispiel aus dem Becken. Der Eingriff ist eine zweite OP und verursacht Schmerzen. Die neuartigen Knochenersatzmaterialien werden mit der Zeit vom Körper abgebaut und durch natürlichen Knochen ersetzt», beschreibt Maniura die Vorteile.

Bis zu einer möglichen Marktreife wird es noch lange dauern, aber den eingeschlagenen Weg findet die Wissenschaftlerin richtig: «Wir sollten in Zukunft in vielen Lebensbereichen natürliche Kunststoffe nutzen, die biologisch problemlos abbaubar sind und dazu noch smarte Funktionen haben.»

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