Lassen sich Raupen im Kampf gegen den Plastikmüll einsetzen? Dieser Frage sind Forschende des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF detailliert nachgegangen. Sie kommen zu einer ernüchternden Erkenntnis.
Laut einer Anfang 2019 veröffentlichten Studie sind Larven der Wachsmotte Galleria Melonella in der Lage, Polyethylen (PE) zu fressen und mit einer bemerkenswert hohen Rate umzusetzen: 100.000 Raupen fressen demnach innerhalb einer Woche etwa 5,2 Kilogramm PE. Dies würde vielversprechende Möglichkeiten zur Entsorgung und Beseitigung der großen Mengen von Plastikmüll eröffnen.
Der Frage, ob die Raupe dies tatsächlich bewerkstelligen kann oder ob sie das PE bloß zerkleinert und ausscheidet ist das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in einem aktuellen Forschungsprojekt nachgegangen.
Raupe der Wachsmotte Galleria Melonella (Bild: Fraunhofer LBF)
Kein biologischer Abbau von Polyethylen
Die bisherigen Ergebnisse des Forschungsprojekts verblüfften das Projektteam: Raupen fressen Löcher ins Polyethylen, nehmen geringe Mengen davon auf und verlieren gleichzeitig deutlich an Körpermasse.
Wenn Löcher vorhanden sind, stoppen die Raupen die weitere Materialaufnahme. Die analytischen Messdaten zeigen, dass die Raupen das Polyethylen unverändert wieder ausscheiden.
„Dass Raupen herkömmliche Kunststoffe biologisch abbauen, bleibt zunächst weiterhin eine Vision. Für die wissenschaftliche Forschung wird es daher umso wichtiger, anfallende Kunststoffabfälle unter Berücksichtigung aller Stationen entlang der Wertschöpfungskette von Verpackungen zu vermeiden und wiederzuverwerten“, betont Dr. Bastian Barton, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF betreute.
Dringend benötigt würden verbesserte Konzepte und geeignete Technologien für die Herstellung von Post-Consumer-Kunststoffen mit hoher Qualität und konstanter Lieferbarkeit. Erst dann könnten bereits eingesetzte Kunststoffe massenhaft und für eine breite Produktpalette wiederverwendet werden, so Barton weiter.
Das Forschungsprojekt RauPE
Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur bildgebenden chemischen Analyse der Kunststoff-Verdauung in Raupen (RauPE) hat ein Team des Fraunhofer LBF durch hochauflösende Raman-Mikroskopie und mit Hilfe einer speziellen Software den Weg des Plastiks durch die Raupe verfolgt.
Im Zuge des Projektes hat das Team zudem eine dedizierte Software für die Raman-Mikroskopie an Gemischen in Python entwickelt. Mit Hilfe von maschinellem Lernen kann diese die überlagerten Raman-Spektren der Bestandteile entmischen. Sie liefert einerseits die Spektren der Einzelkomponenten und andererseits deren örtliche Konzentration. So können die Forschenden auch geringe Konzentrationen eines Stoffes wie PE innerhalb eines komplexen Gemisches aufspüren.
Die Kombination von Raman-Mikroskopie und Software ist in der Lage, geringe Konzentrationen von Kunststoffen innerhalb eines Gemisches verschiedenster organischer Substanzen, wie sie innerhalb der Raupe vorliegen, räumlich darzustellen. Dies ist dreidimensional mit einer Auflösung von bis zu einem Mikrometer (0,001 mm) möglich. Durch die Nutzung einer konfokalen Optik können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Raupen zerstörungsfrei, d.h. weitgehend ohne Präparation untersuchen.
Das Forschungsprojekt RauPE haben die Darmstädter Forscher in einem Video dokumentiert.
Quelle: Fraunhofer-Institut LBF
