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Robuster Kunststoff, der sich in wenigen Tagen zersetzt

27.12.2022

Deutsche Chemiker der Universität Konstanz haben einen langlebigen und biologisch abbaubaren Kunststoff entwickelt. Das überarbeitete Polyester ist belastbar und stabil und ähnelt in seinen Eigenschaften HDPE-Kunststoff (Polyethylen hoher Dichte), enthält jedoch spezielle „Bruchstellen“ für eine schnelle Entsorgung.

Der neue Kunststoff Polyester-2,18 besteht aus zwei Hauptbausteinen: einer kurzen Dioleinheit mit zwei Kohlenstoffatomen und einer Dicarbonsäureeinheit mit 18 Kohlenstoffatomen. Aufgrund seiner kristallinen Struktur weist es sowohl mechanische Festigkeit als auch thermische Stabilität auf.

Kunststoffe bestehen aus langen Ketten eines oder mehrerer chemischer Grundbausteine (Monomere), erklären die Wissenschaftler. Die meisten verwendeten Kunststoffe zeichnen sich durch hohe Kristallinität und Wasserabweisung aus. Diese Eigenschaften machen Kunststoff in Industrie und Alltag so gefragt, erschweren aber auch die natürliche Zersetzung.

Um diese Inkompatibilität zwischen der Stabilität und der biologischen Abbaubarkeit von Kunststoffen zu überwinden, haben Wissenschaftler ihren Materialien chemische Bruchpunkte hinzugefügt. Unter dem Einfluss von Enzymen werden chemische Polymere an vorbestimmten Stellen zerstört, was den Verarbeitungsprozess erheblich beschleunigt.

Die Forscher führten Laborexperimente mit natürlichen Enzymen und Tests in einer industriellen Kompostanlage durch. In einem Laborversuch wurde der Polyester über mehrere Tage enzymatisch abgebaut. Die Mikroorganismen der Kompostierungsanlage brauchten etwa zwei Monate, um das Plastik vollständig abzubauen.

Chemiker untersuchen weiterhin die Eigenschaften der neuen Substanz, um Wege zu finden, recycelte Materialien wiederzuverwenden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Magnetfeld verbessert die Muskeln 15.12.2020

Mit der Zeit altern die Muskeln und werden schwächer. Sie können sie mit körperlichen Übungen stärken: Die Belastung aktiviert verschiedene biochemische Prozesse in den Muskelzellen, die den Muskeln helfen, sich zu erneuern. Wie sich herausstellte, werden die gleichen Anti-Aging-Prozesse aktiviert, wenn Muskelzellen einfach mit einem magnetischen Wechselfeld behandelt werden.

Forscher der National University of Singapore beschreiben zusammen mit Kollegen der ETH Zürich in Advanced Biosystems, wie ein Magnetfeld das Protein TRPC1 beeinflusst. Es fungiert als Ionenkanal und leitet Natrium und Kalzium durch die inneren Zellmembranen. Viele biochemische Signale sind mit Calciumionen verbunden, von denen unter anderem die Arbeit der Mitochondrien abhängt – intrazelluläre Organellen, die die Zelle mit Energie versorgen. Energieressourcen (dh die Aktivität der Mitochondrien) beeinflussen die Teilungsfähigkeit von Zellen. Und die Umverteilung von Calciumionen zwischen verschiedenen Teilen der Zelle beeinflusst die Funktion der Mitochondrien.

Es ist bekannt, dass Bewegung in gewisser Weise den TRPC1-Ionenkanal beeinflusst, sodass Muskelzellen beginnen, sich aktiver zu teilen – es gibt mehr von ihnen, ausgefallene Zellen werden durch neue ersetzt, was nur den Muskeln zugute kommt. Es stellte sich heraus, dass auf TRPC1 genauso ein magnetisches Wechselfeld wirkt, das nur 10-15 mal stärker ist als das Erdmagnetfeld. Tatsächlich ist sogar das Erdmagnetfeld selbst förderlich für die Muskeln: Als in den Experimenten die Muskelzellen von Mäusen vollständig davon abgeschirmt wurden, begannen sie langsamer zu wachsen. Das zusätzliche Feld verstärkte das Zellwachstum; Wenn das TRPC1-Gen in den Zellen ausgeschaltet war, wuchsen die Zellen wieder schlecht - sie hatten kein "Antennen" -Protein, das das Magnetfeld wahrnahm.

Um eine zelluläre Verbesserung zu erreichen, reichte es aus, nur 10 Minuten pro Woche mit dem Feld auf die Zellen einzuwirken. Aber wenn wir von einem vollwertigen Organismus sprechen, sei es eine Maus oder ein Mensch, dann muss hier noch die optimale Wirkung des Feldes evaluiert werden. Und ebenso wird es notwendig sein, zu bewerten, wie stark die Wirkung des Magnetfelds im Allgemeinen auf der Skala eines ganzen Muskels oder der gesamten Muskulatur ist. Wenn das Magnetfeld in diesem Sinne auf den gesamten Körper wirkt, kann es nicht nur zur Verjüngung alternder Muskeln, sondern auch zur Behandlung von Menschen mit Muskelerkrankungen und zur Rehabilitation von Menschen eingesetzt werden, deren Muskeln durch lange Immobilität geschwächt sind.

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