SkalAb: Mehrskalige Analyse aquatischer Abbaumechanismen von Polymerwerkstoffen

Das IKK erhält mehr als 2 Mio. Euro Investitionsförderung über den „Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) als Teil der Reaktion der Union auf die COVID-19-Pandemie finanziert“ und mit Beteiligung des Landes Niedersachsens für das Projekt mit dem Akronym „SkalAb“ (Mehrskalige Analyse aquatischer Abbaumechanismen von Polymerwerkstoffen).

Hinter dem Projekt steht der Aufbau einer umfangreichen Infrastruktur für die Bearbeitung einer Vielzahl offener Fragestellungen zum Abbauverhalten von polymeren Werkstoffen im Wasser, denen das IKK aktuell und zukünftig nachgeht.

Mit den EFRE-Mitteln errichtet das IKK ein mehrskaliges, flexibles Prüflabor, bestehend aus verschiedenen Mikro- und Mesokosmen, mit deren Hilfe das Synthetisieren und die Steuerung der Umgebungsbedingungen natürlicher aquatischer Habitate (z. B. Flüsse, Seen und Meere) für systematische Abbauexperimente möglich wird. Mit Hilfe dieser Forschungsinfrastruktur kann gezielt das biologische, chemische und mechanische aquatische Abbauverhalten bei realitätsnaher Überlagerung der verschiedenen material- und umweltrelevanten Einflussgrößen ermittelt werden. Darüber hinaus können der zeitliche Einfluss, die Degradationskinetik sowie die Zusammenhänge zwischen Material und Umweltparametern einschließlich der zugehörigen Abbaumechanismen und der begleitenden Wasseranalytik bzgl. möglicher Abbauprodukte systematisch untersucht werden, so dass es möglich wird, Halbwertszeiten für Materialien oder Bauteile in Abhängigkeit der verschiedenen Einflussparameter vorherzusagen und weniger umweltschädliche Werkstoffe für bestimmte Anwendungen gezielt zu entwickeln.

Die Mikro- und Mesokosmen ermöglichen durch ihre Konfiguration eine hohe Flexibilität in der Versuchsgestaltung und stellen eine hervorragende Grundlage zur intensiven Erforschung der komplexen Zusammenhänge zwischen Materialstruktur, Umgebungsparameter und Abbaumechanismen bzw. Persistenz von Kunststoffen dar.

Technische Ausstattung

Ausstattungsumfang SkalAb (Auszug):

• Probenvorbereitung, einschließlich Mühle zur Erzeugung von Partikeln bzw. Mikroplastik mit reproduzierbarer Morphologie
• Filtersysteme
• Respirometrische Messsysteme zur Ermittlung des biologischen Sauerstoffbedarfs
• Partikelanalyse (makroskopisch, morphologisch, chemisch, Nass- und Trockenproben)
• Mikroplastikanalyse
• Bestimmung Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)
• Bestimmung Gesamter organischer Kohlenstoff (TOC)
• Verschiedene Aquarien- und Tanksysteme

Übergeordnetes Projektziel

Die Realisierung dieses Projektes trägt zur Erreichung der Ziele des Green Deals und der Strategie Europa 2020 bei, die die Förderung einer ressourcenschonenden und ressourceneffizienten, modernen, ökologischeren und wettbewerbsfähigeren Wirtschaft vorantreiben sollen.

Projekte am IKK zum Abbauverhalten von Kunststoffen

Es laufen aktuell bereits mehrere Forschungsprojekte zum Thema aquatische Abbaubarkeit am IKK. Diese werden von den fortschrittlichen Versuchsaufbauten und Analysemethoden von SkalAb profitieren und dadurch neue bzw. realitätsnahe Ergebnisse generieren.

Hierzu gehören die Projekte:

• Marin bioabbaubare biobasierte Kunststoffe (MabiKu)
• Abbauverhalten von Reifenabrieb in aquatischen Ökosystemen (AbRas)
• Analyse von Mikroplastik und polymeren Abbau- bzw. Spaltprodukten in unterschiedlichen Medien und Konsistenzen sowohl in Gewässern als auch in Nahrungsmitteln (Kooperative Promotion)
• Diversity Enhancement through Seagrass Restoration (SeaStore)

Ansprechpartner:

Dr. Florian Bittner
bittner@ikk.uni-hannover.de
+49 5 11 762 13301