Lassen sich Raupen im Kampf gegen den ausufernden Plastikm\u00fcll einsetzen? Dieser Frage sind Forschende des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF detailliert nachgegangen. Die Ausgangslage: Larven der Wachsmotte Galleria Melonella fressen und verdauen angeblich Polyethylen, weshalb ihnen ein Beitrag zur CO2-neutralen Beseitigung der weltweit anwachsenden Berge von Plastikm\u00fcll zugeschrieben wird. Ob die Raupe dies bewerkstelligt, ist allerdings noch unverstanden und wird derzeit kontrovers diskutiert. Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur bildgebenden chemischen Analyse der Kunststoff-Verdauung in Raupen (RauPE) hat ein Team des Fraunhofer LBF durch hochaufl\u00f6sende Raman-Mikroskopie und mit Hilfe einer speziellen Software den Weg des Plastiks durch die Raupe verfolgt und wichtige Antworten auf diese offenen Fragen gefunden.<\/strong><\/p>\n Laut einer Anfang 2019 ver\u00f6ffentlichten 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 w\u00fcrde vielversprechende M\u00f6glichkeiten zur Entsorgung und Beseitigung der gro\u00dfen Mengen von Plastikm\u00fcll er\u00f6ffnen. Bevor diese bemerkenswerte F\u00e4higkeit der Raupe allerdings technologisch genutzt werden kann, muss gekl\u00e4rt werden, ob sie das PE wirklich verdaut oder blo\u00df zerkleinert und ausscheidet.<\/p>\n Eigene Software entmischt Raman-Spektren<\/strong><\/p>\n Diese Frage hat das Team des Fraunhofer LBF im Rahmen des Projekts RauPE durch den Einsatz modernster, hochaufl\u00f6sender Raman-Mikroskopie beantwortet. Im Zuge des Projektes hat das Team zudem eine dedizierte Software f\u00fcr die Raman-Mikroskopie an Gemischen in Python entwickelt. Mit Hilfe von maschinellem Lernen kann diese die \u00fcberlagerten Raman-Spektren der Bestandteile entmischen. Sie liefert einerseits die Spektren der Einzelkomponenten und andererseits deren \u00f6rtliche Konzentration. So k\u00f6nnen die Forschenden auch geringe Konzentrationen eines Stoffes wie PE innerhalb eines komplexen Gemisches aufsp\u00fcren.<\/p>\n 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, r\u00e4umlich darzustellen. Dies ist dreidimensional mit einer Aufl\u00f6sung von bis zu einem Mikrometer (0,001 mm) m\u00f6glich. Durch die Nutzung einer konfokalen Optik k\u00f6nnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Raupen zerst\u00f6rungsfrei, d.h. weitgehend ohne Pr\u00e4paration untersuchen.<\/p>\n Kein biologischer Abbau von Polyethylen<\/strong><\/p>\n Die bisherigen Ergebnisse verbl\u00fcfften das Projektteam: Raupen fressen L\u00f6cher ins Polyethylen, nehmen geringe Mengen davon auf und verlieren gleichzeitig deutlich an K\u00f6rpermasse. Wenn L\u00f6cher vorhanden sind, stoppen die Raupen die weitere Materialaufnahme. Die analytischen Messdaten zeigen, dass die Raupen das Polyethylen unver\u00e4ndert wieder ausscheiden. \u00bbDass Raupen herk\u00f6mmliche Kunststoffe biologisch abbauen, bleibt zun\u00e4chst weiterhin eine Vision. F\u00fcr die wissenschaftliche Forschung wird es daher umso wichtiger, anfallende Kunststoffabf\u00e4lle unter Ber\u00fccksichtigung aller Stationen entlang der Wertsch\u00f6pfungskette von Verpackungen zu vermeiden und wiederzuverwerten\u00ab, betont Dr. Bastian Barton, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF betreute. Dringend ben\u00f6tigt w\u00fcrden verbesserte Konzepte und geeignete Technologien f\u00fcr die Herstellung von Post-Consumer-Kunststoffen mit hoher Qualit\u00e4t und konstanter Lieferbarkeit. Erst dann k\u00f6nnten bereits eingesetzte Kunststoffe massenhaft und f\u00fcr eine breite Produktpalette wiederverwendet werden, so Barton weiter.<\/p>\n