Saubere Luft: Dieser selbstheilende Kunststoff wächst wie ein Baum und „atmet“ Kohlendioxid

Ein Material, das Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge(USA entwickelt haben, wächst ähnlich wie ein Baum. Es fängt, wie dieser, Kohlendioxid ein. Das lässt ihn – in Kombination mit Sonnenlicht – wachsen und erstarken. Risse und Löcher, die durch mechanische Belastung auftreten, werden umgehend geschlossen – das Material hat Selbstheilungskräfte.

Vorteil für den Klimaschutz

Das Team um Michael Strano, Professor für Chemieingenieurswesen am MIT, hat eine gelartige Substanz entwickelt. Deren Zusammensetzung sorgt dafür, dass ein chemischer Prozess in Gang gesetzt wird, der der Umsetzung von Kohlendioxid in Pflanzen ähnelt. Daraus wollen die Forscher leichtgewichtige Module fertigen, die sich erst nach dem Einbau in eine Konstruktion durch Kohlendioxid-Einfang stabilisieren. „Das ist ein völlig neues Konzept in der Materialwissenschaft“, schwärmt Strano. Für die Herstellung des Materials benötige man keine Energie. Dass es zudem das Klimagas Kohlendioxid dauerhaft binde sei ein enormer Vorteil für die Umwelt, speziell für den Klimaschutz. Für die Umsetzung von Kohlenstoffdioxid in einen kohlenstoffbasierten Kunststoff sind Chloroplasten zuständig, das sind Organellen der Zellen von Grünalgen und höheren Pflanzen, die Photosynthese betreiben, also Licht zur Erzeugung von energiereichen Molekülen nutzen. Die Forscher gewinnen sie aus Spinatblättern. Chloroblasten sind, wenn sie aus einer Pflanze entnommen werden, nur noch kurze Zeit aktionsfähig. Durch einen geheim gehaltenen Trick gelang es Stranos Team, diese Zeit dramatisch zu verlängern.

Hoffen auf anspruchsvolle Anwendungen

Organellen fungieren als Katalysatoren, die die Umwandlung von Kohlendioxid in Glukose, eine von mehreren Zuckerarten, in Gang setzen. Diese sind Teil eines Grundgerüsts, dass außerdem aus einem Polymer namens APMA, Glukose und einem Enzym namens Glukose-Oxidase besteht. In seiner jetzigen Form ist das Material für anspruchsvollere Aufgaben noch nicht geeignet. Es könnte aber als Schutzschicht für wertvolle Geräte genutzt werden. Mechanische Verletzungen würden umgehend ausheilen.

Derzeit optimiert das Team das Material. Schon in naher Zukunft, das sind die Forscher sicher, könne es tatsächlich bei größeren Vorhaben eingesetzt werden.