Biokunststoff, formbarer Kunststoff, der aus chemischen Verbindungen besteht, die von Mikroben wie Bakterien oder genetisch veränderten Pflanzen gewonnen oder synthetisiert werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kunststoffen, die aus Erdöl gewonnen werden, werden Biokunststoffe aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen und einige Biokunststoffe sind biologisch abbaubar.
Kunststoffe sind Polymere-Baugruppen identischer chemischer Untereinheiten, sogenannte Monomere, die in Form einer Kette miteinander verbunden sind., Die Eigenschaften eines Kunststoffs, wie die aller Polymere, werden durch die Monomere in der Kette und durch die Anzahl der Glieder und Glieder in seiner Struktur definiert. Die Vernetzung der Monomere erhöht die Steifigkeit und thermische Stabilität eines Polymers. Wie der Name schon sagt, können Kunststoffe leicht in verschiedene Formen geformt werden., Kunststoffe wie Polystyrol (polymerisiertes Styrol, CH2=CHC6H5), Polyethylen (polymerisiertes Ethylen, CH2=CH2) oder Polypropylen (polymerisiertes Propylen, CH2=CHCH3) werden zu einer Vielzahl von alltäglichen und spezialisierten Produkten geformt—zum Beispiel Essgeschirr, Kaffeetassen, synthetische Stoffe, Parkbänke, Autoteile und chirurgische Implantate.Jahrhunderts gab es eine Explosion in der Entwicklung und Verwendung von Kunststoffen, und ihre Nützlichkeit und Bedeutung sind so groß geworden, dass es schwierig ist, sich ein modernes Leben ohne sie vorzustellen., Praktisch alle gängigen Kunststoffe werden durch chemische Extraktion und Synthese aus Erdöl gewonnen. Da Kunststoffe auf Erdölbasis im Allgemeinen nicht biologisch abbaubar sind, ist Plastikmüll sehr langlebig und die Entsorgung ist zu einem ernsthaften Problem geworden. Trotz der Bemühungen, das Recycling zu fördern und zu unterstützen, werden Deponien mit Plastikmüll gefüllt, der sich auch in der Umwelt ansammelt., Ein weiteres Problem bei Kunststoffen auf Erdölbasis ist, dass Erdölressourcen aufgebraucht werden; Konservative Quellen schätzen, dass bei den derzeitigen Verbrauchsraten alle bekannten Erdölquellen vor dem Ende des 21. Angesichts der Tatsache, dass das moderne Leben von Kunststoffen abhängig ist, dass Erdöl eine nicht erneuerbare Ressource ist und dass aus Erdöl gewonnene Kunststoffabfälle die Umwelt verschmutzen, kann in Biokunststoffen längerfristig eine nachhaltige Lösung gefunden werden.,
Der erste bekannte Biokunststoff, Polyhydroxybutyrat (PHB), wurde 1926 von einem französischen Forscher, Maurice Lemoigne, aus seiner Arbeit mit dem Bakterium Bacillus megaterium entdeckt. Die Bedeutung von Lemoignes Entdeckung wurde jahrzehntelang übersehen, zum großen Teil, weil zu dieser Zeit Erdöl billig und reichlich vorhanden war. Die Erdölkrise Mitte der 1970er Jahre brachte ein erneutes Interesse an der Suche nach Alternativen zu Erdölprodukten mit sich., Der Aufstieg der Molekulargenetik und der rekombinanten DNA-Technologie nach dieser Zeit spornte die Forschung weiter an, so dass sich zu Beginn des 21st Jahrhunderts die Strukturen, Produktionsmethoden und Anwendungen für zahlreiche Arten von Biokunststoffen etabliert hatten. Biokunststoffe, die entweder verwendet oder untersucht wurden, umfassten PHB und Polyhydroxyalkanoat (PHA), die beide in spezialisierten Mikroben synthetisiert werden, sowie Polymilchsäure (PLA), die aus Milchsäuremonomeren polymerisiert wird, die durch mikrobielle Fermentation von pflanzlichen Zuckern und Stärken hergestellt werden., Der Abbau der chemischen Verbindungen zwischen den Monomeren in diesen Kunststoffen wird durch Mikroorganismen oder durch Wasser bewirkt, was Biokunststoffe zu begehrenswerten Materialien für die Herstellung zu biologisch abbaubaren Flaschen und Verpackungsfolien macht. Da es sich bei den Abbauprodukten um natürliche Metaboliten handelt, sind die Polymere außerdem für medizinische Anwendungen wie Arzneimittelverpackungen mit kontrollierter Freisetzung und resorbierbare chirurgische Nähte von Interesse.
Biokunststoffe machen derzeit einen unbedeutenden Teil der weltweiten Kunststoffproduktion aus. Kommerzielle Herstellungsverfahren sind von niedrigen Erträgen geplagt und teuer. Verbesserungen in der Stoffwechsel-und Gentechnik haben jedoch Mikroben-und Pflanzenstämme hervorgebracht, die die Erträge und Produktionskapazitäten erheblich verbessern und gleichzeitig die Gesamtkosten senken können. Diese Faktoren können, wenn sie zu steigenden Ölpreisen und wachsendem Umweltbewusstsein hinzugefügt werden, den Markt für Biokunststoffe in Zukunft erweitern.