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Jährlich werden weltweit mehrere Hundertmillionen Tonnen Kunststoff produziert, von denen mehr als 10 Millionen Tonnen in die Ozeane gelangen, die unzählige Meerestiere das Leben kosten. Weniger auffällig, aber ebenso gefährlich ist das sogenannte Mikroplastik. Als Mikroplastik werden Plastikpartikel bezeichnet, welche kleiner als 5mm sind. Sie entstehen beispielsweise durch den Abrieb von synthetischen Textilfasen und Reifen oder durch den Zerfall größerer Plastikteile aufgrund von Verwitterungsprozessen. So klein stellt Plastik auch eine Gefahr für den Menschen dar, da wir die Partikel unerkannt über die Nahrung, Trinkwasser und die Luft aufnehmen.
Es existieren bereits Methoden, um Mikroplastik-Partikel aus dem Wasser herauszufiltern, jedoch nur von Partikeln der Größe von 5 - 20 µm. An einer Methode, um noch kleinere Partikel aus dem Wasser herausfiltern zu können, arbeitet ein Forscherteam bestehend aus Dr. Francisca Contreras Leiva und Professor Ulrich Schwaneberg vom Lehrstuhl für Biotechnologie sowie Professor Thomas Wintgens und Professor Volker Linnemann vom Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft und Institut für Siedlungswasserwirtschaft.
Die Forscherinnen und Forscher machten sich die Eigenschaften von Peptiden, aus Aminosäuren bestehende Moleküle, zunutze: Verschiedene Peptide haben verschiedene Bindungsaffinitäten, das heißt manche Peptide binden gut an Metall, andere an Plastik. Im ersten Schritt haben die Forschenden die Peptide identifiziert, die gut an den metallenen Filter und an Plastik binden. Im nächsten Schritt wurden diese beiden Peptid-Arten kombiniert, sodass ein biadhäsives Peptid entstand, welches an der einen Seite an den metallenen Filtern und an der anderen Seite an die Mikroplastik-Partikel bindet. Letztlich wurden die biadhäsiven Peptide auf dem Filter platziert. In den darauffolgenden Versuchen konnte die Hypothese des Forscherteams bestätigt werden: Mit dem Peptid-besetzten Filter konnten tatsächlich mehr Mikropartikel aus dem Wasser gefiltert werden, als mit Filtern, die nicht mit Peptiden besetzt waren.
Einige Herausforderungen bestanden jedoch:
Zunächst konnten die Partikel aufgrund ihrer Größe nicht visuell erfasst werden, doch schnell fanden die Forschenden eine Möglichkeit, die winzigen Partikel sichtbar zu machen. Sie brachten einen fluoreszierenden Farbstoff an die Peptide an, welcher ebenso an die Plastik-Partikel binden konnte.
Eine weitere Herausforderung stellte die Messung der gefilterten Partikel dar. Um zu quantifizieren, wie viele Mikroplastik-Partikel mit der neu entwickelten Methode aus dem Wasser herausgefiltert werden können, nutzten die Forscherinnen und Forscher sogenanntes Spiked water. Dabei handelt es sich um künstlich mit Mikropartikeln angereichertes Wasser, sodass die Konzentration der Partikel im Wasser vor und nach der Filtrierung genau ermittelt werden kann.
An genau dieser Problematik möchte das Forscherteam zukünftig ansetzen und eine Lösung finden, wie die gefilterten Mikroplastik-Partikel besser bestimmt und quantifiziert werden können. Außerdem sind noch die Fragen offen, ob gegebenenfalls auch andere Materialien als Filter genutzt werden können und ob der Prozess verändert werden kann beziehungsweise muss, sodass beispielsweise durch mehrmaliges Filtern noch mehr Partikel herausgefiltert werden können.