Forschende der University of Maine haben ein neuartiges Verpackungsmaterial auf Basis von Myzel und Cellulose-Nanofibrillen (CNF) entwickelt. Das wasser- und ölbeständige Material soll herkömmliche Kunststoffverpackungen ersetzen und sich nach Gebrauch biologisch abbauen lassen.
In Supermärkten dominieren nach wie vor kunststoffbasierte Verpackungen. Gleichzeitig wächst die Sorge über gesundheitliche und ökologische Risiken. Eine aktuelle Studie berichtet, dass mehr als ein Viertel der 16.000 zur Kunststoffherstellung verwendeten Chemikalien potenziell gesundheitsschädlich seien. Vor diesem Hintergrund suchte das Team um Caitlin Howell und den Doktoranden Sandro Zier nach einer Alternative aus nachwachsenden Rohstoffen.
Kombination aus Myzel und Holzfasern
Kern der Entwicklung ist die Verbindung von Cellulose-Nanofibrillen aus Holz mit einer Beschichtung aus Myzel, dem wurzelartigen Geflecht von Pilzen. Myzel zeichnet sich durch natürliche Wasserresistenz aus, während CNF ölbeständige Eigenschaften und biologische Abbaubarkeit einbringen. Zusammen entsteht ein Material, das sowohl wasser- als auch fettabweisend ist und damit typische Anforderungen an Lebensmittelverpackungen erfüllt.
„Kunststoffe sind sehr gut in dem, was sie tun – aber das waren sogenannte Ewigkeitschemikalien und Blei in Farben und Benzin auch. Manchmal dauert es eine Weile, bis wir die langfristigen Auswirkungen unserer Erfindungen verstehen. Aber wenn wir sie erkennen, können wir etwas ändern. Das Gute an Pilzen ist, dass wir sie bereits essen – wir wissen also, dass sie langfristig sicher für uns sind.“
Caitlin Howell, Associate Professor für Bioengineering an der University of Maine
Für die Beschichtung wird das Myzel des Pilzes Trametes versicolor, auch bekannt als Schmetterlingstramete oder turkey tail, kultiviert und mit Nährstoffen sowie CNF vermischt. Die feinen Pilzfäden, sogenannte Hyphen, wachsen gleichmäßig durch das Material. Nach dem Trocknen entsteht eine rund 20 bis 25 Mikrometer dünne Schicht – etwa ein Viertel der Dicke eines menschlichen Haares. Das Verfahren eignet sich sowohl für die Beschichtung von Papier als auch für die Herstellung eigenständiger Folien.
Beschleunigter Produktionsprozess
Ein Schwerpunkt der Forschung lag auf der Verkürzung der Produktionszeit. „Traditionell braucht man Wochen, um Myzel-Materialien so wachsen zu lassen, dass sie nutzbar sind“, sagte Howell. Dem Team gelang es, den Prozess auf drei Tage zu verkürzen. Perspektivisch soll ein Roll-to-Roll-Verfahren die Produktion von Quadratzentimetern pro Stunde auf Quadratmeter pro Stunde steigern und damit eine industrielle Skalierung ermöglichen.
Nach Angaben der Forschenden könnten größere Produktionsmengen die ohnehin niedrigen Materialkosten weiter senken. Die Entwicklung reihe sich in weltweite Bemühungen ein, den Eintrag von Kunststoffen in die Umwelt zu reduzieren. Laut Vereinten Nationen gelangen jährlich zwischen 19 und 23 Millionen Tonnen Plastik in Gewässer.
Quelle: University of Maine
