de.wedoany.com-Bericht: Dem Team um Professor Andi Dirpan von der Universitas Hasanuddin in Indonesien ist die erfolgreiche Entwicklung einer mehrschichtigen biologisch abbaubaren Folie auf Polyactidbasis gelungen. Die mit mikrokristalliner Cellulose (MCC) verstärkte und mit der sauerstoffabsorbierenden Verbindung Butylhydroxytoluol (BHT) versetzte Folie vereint Sauerstoffabsorption mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und bietet eine neue technische Lösung als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffverpackungen für Lebensmittel.
Herkömmliche Kunststoffverpackungen für Lebensmittel sind robust, langlebig und bieten einen wirksamen Sauerstoffbarriere, können aber nach dem Wegwerfen jahrzehntelang in der Umwelt verbleiben. Biologisch abbaubare Kunststoffe auf Pflanzenbasis sind zwar vielversprechende Alternativen, weisen jedoch Defizite bei der Sauerstoffbarriere und den mechanischen Eigenschaften auf. Bisher haben Forscher meist versucht, durch die Zugabe von Additiven entweder die Festigkeit oder die Sauerstoffabsorption zu verbessern, aber nur selten beides kombiniert getestet.
Bei der von Dirpans Team hergestellten mehrschichtigen PLA-Folie ist die Cellulosequelle ein bemerkenswertes Merkmal der Studie. Die Forscher verwendeten keine Holz- oder Nutzpflanzencellulose, sondern produzierten Bakteriencellulose aus fermentiertem Kokoswasser, ähnlich dem Prozess zur Herstellung von „Nata de coco“. Die Bakteriencellulose ist hochrein und faserreich, wird gereinigt und zu MCC-Pulver als Additiv verarbeitet. Die Folie besteht aus drei dünnen Schichten, wobei der Sauerstoffabsorber BHT nur in den beiden inneren, dem Lebensmittel zugewandten Schichten platziert ist.
Das Team testete Folien mit unterschiedlichen MCC-Zusätzen und verglich die aus Kokoswasser gewonnene Cellulose mit dem gängigen kommerziellen Ersatzstoff MCC Avicel PH 102. Eine Erhöhung des Celluloseanteils führte zu einer höheren mechanischen Festigkeit der Folie, einer verringerten Sauerstoffdurchlässigkeit sowie einer dichteren und härteren Materialstruktur. Auf mikroskopischer Ebene erzeugte die aus Kokoswasser gewonnene Cellulose eine gleichmäßigere und defektfreiere Struktur als das kommerzielle Äquivalent. Sauerstoffdurchlässigkeitstests zeigten, dass die hergestellte Folie reiner PLA überlegen war. Hinsichtlich der Abbaubarkeit zersetzte sich die Folie nach dem Einbringen in Erde schnell und gleichmäßig und erreichte innerhalb von 25 Tagen eine Abbaurate von 28,86 %, was dem Niveau biologisch abbaubarer Kunststoffe aus ähnlichen Polymeren entspricht (letztere wiesen im gleichen Zeitraum eine Abbaurate von über 25 % auf).
Die Studie unterstreicht einen wichtigen Zielkonflikt: Während die verstärkte Folie eine verbesserte Steifigkeit und Sauerstoffabsorption aufweist, ist sie spröder und zeigt vor dem Bruch eine geringere Dehnbarkeit. Verpackungsmaterialien müssen Herstellung, Transport und alltägliche Handhabung aushalten. Obwohl die Kombination von Verstärkungsmitteln und Sauerstoffabsorbern in mehrschichtigen biologisch abbaubaren Systemen vielversprechend ist, muss das Gleichgewicht zwischen Barriereeigenschaften und Flexibilität noch verbessert werden.
Die Studie liefert Designkriterien für die Herstellung wirklich ökologischer Kunststoffverpackungen für Lebensmittel. Die Forschung wurde am 5. Mai 2026 online veröffentlicht und erscheint am 1. März 2027 in Band 6 des ASEAN Journal for Science and Engineering in Materials. Professor Andi Dirpan fasste zusammen, dass dieser Ansatz die Entwicklung nachhaltiger Lebensmittelverpackungen unterstützt und zu den Zielen der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung in den Bereichen verantwortungsvolle Produktion, Klimaschutz und Lebensmittelkonservierung beiträgt.
