BiowerkstoffeFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Vorprojekt - Engineering von neu-designten Performance-Polymeren auf Basis von R,S-Polyhydroxybuttersäure (PHB) aus nachwachsenden Rohstoffen - Akronym: VorEndPP

Anschrift
Technische Universität München - Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit - Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe
Schulgasse 16
94315 Straubing
Kontakt
Prof. Volker Sieber
Tel: +49 9421 187-300
E-Mail schreiben
FKZ
2220NR285X
Anfang
01.03.2022
Ende
31.10.2022
Aufgabenbeschreibung
Das Vorhaben zielt auf eine biotechnologische Synthese von PHB gemischter Taktizitäten ((R,S)-PHB), die bislang fermentativ nicht erreichbar sind. Neuartige Varianten mit verbesserten Materialeigenschaften sollen so verfügbar werden und das Nutzungspotenzial von Polymeren aus nachwachsenden Rohstoffen erweitern. Trotz vieler günstiger Eigenschaften mit Blick auf Nachhaltigkeit und Umweltaspekte ist die Marktdurchdringung von PHB noch gering. Natürliches, fermentativ hergestelltes PHB ist ein vollständig isotaktisches Polymer aus (R)-3-Hydroxybuttersäuremonomeren. Seine gegenüber Polypropylen schlechteren thermoplastischen Eigenschaften, die u.a. die Verarbeitung zu flexiblen, dünnen Schichten erschweren, limitieren maßgeblich seine Anwendung. Additive zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit erhöhen zumeist die Kosten und/oder verursachen toxische Abbauprodukte, verschlechtern die Bioabbaubarkeit und bergen die Gefahr von Gesundheitsrisiken. In Vorarbeiten konnte der Projektpartner TUM-BGP durch chemische Synthese von PHB mit (R)- und (S)-Monomeren zeigen, dass sich mit den Taktizitäten auch wesentliche physikalische Parameter der Polymere ändern, wodurch ein Tayloring der Eigenschaften möglich wird. Bei TUM-CBR wurden bereits erste PHB-Synthasen entwickelt, die die Option bieten, (S)-3-Hydroxybuttersäure in das Polymer einzubauen. In einem geplanten Vorhaben soll ein weiterführendes Engineering und ein Transfer von effizienten (R,S)-PHB-Synthasen in Fermentationsstämme erfolgen, um maßgeschneiderte PHB-Varianten zu erhalten und damit neue biobasierte Materialien zu entwickeln. Im hier beantragten Vorprojekt dazu sollen PHBs mit gemischten Taktizitäten ((R,S)-PHB) auf ihre Polymer- und Werkstoffeigenschaften und die Variationsbreite der enzymatischen Synthese gemischttaktischer PHBs näher untersucht werden, um daraus eine verbesserte Abschätzung der Erfolgsaussichten des Technologiekonzeptes und des weiteren F&E-Bedarfs zu liefern.

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