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Das Online-Labormagazin
01.03.2021

23.02.2021

Nachhaltiger Biokunststoff aus "Plastikbakterien"



Der Biotechnologe und FH-Absolvent Dr. Moritz Koch hat im Rahmen seiner Promotion eine "lebende Plastikkugel" entwickelt, die CO2-neutral in der Produktion und darüber hinaus biologisch abbaubar ist. Diese "lebende Plastikkugel" ist ein Bakterium (Cyanobakterium), das von Natur aus zu zehn Prozent aus Kunststoff besteht (Polyhydroxybutyrat, kurz PHB).

Da der PHB-Anteil von zehn Prozent noch nicht für eine industrielle Weiterverarbeitung genügt, wollte Moritz Koch genau das ändern. Ihm ist es gelungen, den PHB-Anteil in diesen Cyanobakterien auf über 80 Prozent zu steigern. Das Cyanobakterium besteht dann hauptsächlich aus Plastik, lebt aber weiter.

"Wir haben zwei große ökologische Probleme: den Klimawandel und die Verschmutzung unserer Ökosysteme durch Plastikmüll", erzählt der Biotechnologe und FH-Absolvent Dr. Moritz Koch. "Das sollten wir in den Griff kriegen", fährt er fort. "Deshalb gehe ich mit meiner Idee auf beides ein". Denn: Moritz Koch hat im Rahmen seiner Promotion eine "lebende Plastikkugel" entwickelt, wie er sie selbst nennt, die CO2-neutral in der Produktion und darüber hinaus biologisch abbaubar ist.

Diese "lebende Plastikkugel" ist ein Bakterium (Cyanobakterium), das von Natur aus zu zehn Prozent aus Kunststoff besteht (Polyhydroxybutyrat, kurz PHB). Das Interessante an Cyanobakterien sei, dass sie photosynthetisch wachsen: Sie brauchen zum Wachstum vor allem Licht und CO2. "Von beidem haben wir mehr als genug", so Koch. Da der PHB-Anteil von zehn Prozent noch nicht für eine industrielle Weiterverarbeitung genügt, wollte Moritz Koch genau das ändern. "Also bin ich zum Ingenieur der Zellen geworden", erzählt Koch.

Er schaltete mit seinem Team Gene an oder aus und betrachtete den Einfluss auf den Stoff-wechsel. Am Ende seien es die Erkenntnisse jahrelanger Grundlagenforschung gewesen, die zusammenkamen und den Durchbruch brachten: Ihm ist es gelungen, den PHB-Anteil in diesen Cyanobakterien auf über 80 Prozent zu steigern. Das Cyanobakterium besteht dann hauptsächlich aus Plastik, lebt aber weiter. Mit diesen "Plastikbakterien" oder "lebenden Plastikkugeln" lassen sich nun Kunststoffe produzieren, die klimafreundlich hergestellt werden und nach der Nutzung nicht für hunderte Jahre im Meer schwimmen, sondern abbaubar sind. So beachtet Kochs Bioplastik beide eingangs genannten ökologischen Probleme: Klimawandel und Meeresverschmutzung.

Begonnen hat der Weg von Moritz Koch als Student am Fachbereich Chemie und Biotechnologie am Campus Jülich der FH Aachen. "Da ging der ganze Spaß los", sagt er lachend. "Vorher hatte ich keine Ahnung von Biotechnologie. In Jülich wurde meine Leidenschaft entfacht." Seine Zeit an der FH habe er vor allem als familiär in Erinnerung. Betreuer seiner Bachelorarbeit war übrigens Rektor Prof. Dr. Marcus Baumann, der damals am Fachbereich lehrte. "Wir haben bis heute Kontakt und das immer sehr herzlich", so Koch.

Während seines Bachelorstudiums absolvierte er ein Praxisjahr an der University of California, Berkeley. Später arbeitete er in Israel - ebenfalls mit Cyanobakterien, da diese häufig in der Wüste vorkommen. Seinen Master und seine Promotion absolvierte er an der Universität Tübingen. Aktuell ist Moritz Koch als Postdoktorand in Vancouver an der University of British Columbia und forscht weiter an Cyanobakterien, damit sie großflächig industriell genutzt werden könnten. Aktuell gebe es aber noch nicht die industrielle Infrastruktur, um die Cyanobakterien im großen Maßstab zu produzieren. Koch hofft, dass sich die Politik und der Markt zunehmend Richtung Nachhaltigkeit bewegen. Um das neue Bioplastik in größerem Maßstab zu produzieren, wurde nun eine Zusammenarbeit mit dem Umweltforschungszentrum Leipzig gestartet.

"Eine Sache wäre mir noch wichtig", hakt Moritz Koch am Ende des Gesprächs ein: "Ich glaube, dass diese technische Lösung nur ein kleines Puzzleteil zur Lösung des Gesamtproblems ist. Bis eine meiner Bioplastiktüten übers Band rollt, vergehen sicher noch fünf bis zehn Jahre. Die Meere sind aber jetzt schon verschmutzt, wir müssen jetzt etwas tun. Beim Thema Müll, und vor allem auch beim Klimawandel."

Quelle: Fachhochschule Aachen