Biokunststoffe aus Insekten: Doppelnutzung der Schwarzen Soldatenfliege

US-Forscher stellen aus Anfällen, die bei der Zucht der Schwarzen Soldatenfliege anfallen, ein Hydrogel her, das Ackerböden untergemischt wird, Es speichert überschüssiges Wasser, das bei Starkregen einfach abfließen würde, und gibt es in nachfolgenden Dürreperioden wieder ab. Die Pflanzen danken es mit starkem Wachstum. Das ist noch nicht das Ende. Das Team um Karen Wooley, Chemikerin an der Texas A&M University in College Station, will aus den gleichen Abfällen auch Kunststoffe wie Polycarbonate oder Polyurethane herstellen, für heute Erdöl eingesetzt werden soll.

Bioabfälle als Insektennahrung

Basismaterial ist Chitin, neben Cellulose und Lignin eines der häufigsten Naturpolymere. Es kann aus den Panzern von Krustentieren wie Krebsen gewonnen werden. Wooley setzt stattdessen auf die Abfälle von Farmen, in denen die Soldatenfliege gezüchtet wird. Sie ernährt sich von Bioabfällen, wie sie in der grünen oder braunen Tonne landen. Als Larven sind die Insekten reich an Proteinen. Deshalb wird daraus Tierfutter hergestellt. Bei einem Teil der Soldatenfliegen verpassen die Unternehmen, deren Zahl sich in den USA ständig vergrößert, den Erntetermin. Sie werden heute ausgesondert und entsorgt.

Hydrogel für den Acker

Genau diese ausgewachsenen Soldatenfliegen liefern das begehrte Chitin. Hongming Guo und Cassidy Tibbetts, Doktoranden in Wooleys Labor, wandeln das Chitin in Chitosan um, Rohstoff für Biokunststoffe und superabsorbierende Hydrogele, die in einer Minute 47 Mal so viel Wasser aufnehmen wie sie selbst wiegen. Diese sollen zum Wassermanagement auf Äckern genutzt werden. Weil das Gel mit der Zeit zerfällt nutzen die Ackerpflanzen es noch als Dünger.

Geschlossener Kreislauf

Chitin ist ein ungiftiges, biologisch abbaubares Polymer auf Zuckerbasis. Zucker wiederum ist Ausgangsmaterial für die Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen, was allerdings nicht gern gesehen wird, denn Zucker ist ein Nahrungsmittel. Wooley und ihr Team wollen den benötigten Zucker jetzt aus Chitin gewinnen. Dazu wird das natürliche Polymer in seine monomeren Glucosamine zerlegt. Daraus lassen sich nach den gleichen Verfahren, die mit richtigem Zucker arbeiten, Biokunststoffe herstellen. Wenn die daraus gefertigten Bauteile nicht mehr benötigt werden, werden sie biologisch abgebaut oder als Futter für die Soldatenfliege genutzt. Der Kreislauf wird geschlossen.

via