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03.07.2018 10:46

Forscher-Team entwickelt recyclebare Kunststoffe

Sella Christin Bargel Stabsstelle Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Humboldt-Universität zu Berlin

    Licht verschiedener Farben reguliert Materialbeschaffenheit

    Ein Berliner Forscher-Team hat ein neues Katalysatorsystem entwickelt, welches
    die Regulierung mehrerer Polymerisationsprozesse zur Herstellung von
    bioabbaubaren Kunststoffen durch Bestrahlung mit Licht verschiedener Farben
    ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit wurden jetzt in Nature
    Catalysisveröffentlicht.

    Die Eigenschaften eines Kunststoffes sind stark von Faktoren wie der Art der
    verknüpften Monomerbausteine sowie der Länge und Zusammensetzung der gebildeten
    Polymerketten abhängig. Für gewöhnlich sind diese Faktoren durch die Wahl der
    jeweiligen Polymerisationsbedingungen vorbestimmt. Um darüber hinaus jedoch die
    Bildung der Polymere fernzusteuern und somit Kunststoffe mit neuartigen und
    bislang nicht zugänglichen Charakteristika herzustellen, stellt die Regulation
    durch externe Einflüsse wie Licht ein attraktives Ziel dar. Ähnlich wie bei
    zahnärztlichen Füllungen dient Licht in diesem Fall dazu, den Ort und die Dauer
    der chemischen Reaktionen während der Polymerbildung präzise zu kontrollieren.

    Eine neue Methode zur lichtregulierten Herstellung von bioabbaubaren
    Kunststoffen haben nun Wissenschaftler der Humboldt-Universität zu Berlin, der
    Bundesanstalt für Materialforschung Berlin sowie der Heinrich-Heine-Universität
    Düsseldorf entwickelt. Im Zentrum der Arbeit steht ein eigens entworfener
    Katalysator, welcher in der Lage ist, seine Aktivität durch Bestrahlung mit
    Licht unterschiedlicher Wellenlänge reversibel zu ändern. Damit konnten die
    Forscher die Herstellung von Polylactid – einem Kunststoff basierend auf
    Milchsäure – durch gezielte Lichtpulse wiederholt aus- und anschalten, wodurch
    die Kettenlänge der Polymerstränge eingestellt werden kann. Zudem gelang es zum
    ersten Mal, den Einbau zweier verschiedener Monomere in ein und dasselbe
    Polymerrückgrat mit Licht zu regulieren.

    „Mit unserem ferngesteuerten Katalysator sind wir nun erstmals in der Lage, die
    Bildung von Polymersträngen durch ein bestimmte Abfolge von Lichtpulsen
    gewissermaßen zu programmieren“, erläutern die HU-Chemiker Fabian Eisenreich und
    Michael Kathan und Erstautoren der Studie. Ihre wegweisende Entwicklung ist ein
    wichtiger Schritt in Richtung intelligenter Herstellungsprozesse von
    (bioabbaubaren) Kunststoffen, um die wachsenden Anforderungen zukünftiger
    Anwendungen, wie lichtgesteuertem 3D-Drucken, erfüllen zu können.

    Veröffentlichung
    “A photoswitchable catalyst system for remote-controlled (co)polymerization in situ”
    Nature Catalysis(2018), DOI: 10.1038/s41929-018-0091-8
    Autoren: Fabian Eisenreich, Michael Kathan, Andre Dallmann, Svante P. Ihrig,
    Timm Schwaar, Bernd M. Schmidt and Stefan Hecht

    https://www.nature.com/articles/s41929-018-0091-8

    Visualisierung: Mit Hilfe eines photoschaltbaren Katalysatorsystems lassen
    sich sowohl Kettenlänge (links) als auch Zusammensetzung (rechts) der gebildeten
    Polymere durch Licht unterschiedlicher Wellenlänge kontrollieren.

    Weitere Informationen
    http://www.hechtlab.de
    http://www.iris-adlershof.de

    Kontakt
    Prof. Stefan Hecht, Ph.D.
    Institut für Chemie / IRIS Adlershof
    Tel.: 030 2093-7365
    sh@chemie.hu-berlin.de


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Studierende, Wissenschaftler, jedermann
    Chemie, Gesellschaft, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Kooperationen
    Deutsch


    Lihct kontrolliert die Wellenlänge von Polymeren


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