Chemische aanpassing maakt in zeewater oplosbaar plastic mogelijk beter afbreekbaar
De Wageningse onderzoeker Julian Engelhardt heeft tijdens zijn promotieonderzoek een zoutgevoelig plastic doorontwikkeld en chemisch verfijnd. Het materiaal, dat oplost in zeewater, bevat nu ook een ingebouwde chemische structuur om de biologische afbreekbaarheid te vergroten. Dat moet voorkomen dat afgedankt plastic zich ophoopt in oceanen en het zeeleven aantast.
Traditioneel plastic is sterk, goedkoop en overal aanwezig. Komt het in het milieu terecht, dan blijft het daar tientallen tot honderden jaren rondzwerven. Tijdens zijn promotieonderzoek werkte Engelhardt aan eerder ontwikkelde saloplastics: kunststoffen die in zout water uiteenvallen tot losse ketens door slim gebruik te maken van ladingen. Door alternatieve bouwstenen te gebruiken, slaagde hij erin om zuurstofatomen in de moleculaire ruggengraat van het materiaal in te bouwen. Die chemische architectuur moet ervoor zorgen dat het kunststof na het uiteenvallen uiteindelijk ook biologisch afbreekt. Het idee is nadrukkelijk niet om meer plastic in zee te dumpen, maar om een vangnet te creëren voor materiaal dat ondanks recycling toch daar belandt.
Chemische estergroep maakt afbreekbaarheid waarschijnlijk
Het hoogtepunt van het promotieonderzoek legde Engelhardt vast op film. “Ik zette twee bekers neer. In de ene gewoon water, in de andere kunstmatig zeewater: tafelzout opgelost in water. In beide bekers dompelde ik een stuk van mijn plastic onder. Na tien minuten was het plastic in het zeewater al deels weg, terwijl het in het gewone water bleef liggen. Na een half uur was er niets meer van het plastic terug te vinden in het zoute water.” Dat was voor de jonge onderzoeker het eerste bewijs dat zijn variant op de saloplastics (salopolymeren) daadwerkelijk deed wat het materiaal moest doen: oplossen in zeewater. “Dat vierde ik met een grote koffie”, zegt de onderzoeker met een grijns. “Het was een enorme opluchting.”
Dat juist zout de ‘trigger’ vormt, is geen toeval. Een groot deel van onze plastics belandt in de oceanen: zo’n 11 miljoen ton per jaar. Mede door de traditionele koolstofruggengraat breekt dat niet of heel langzaam af. In het geval van de nieuwe salopolymeren, zou dat anders moeten werken. Toch is het te vroeg om te spreken van een volledig biologisch afbreekbaar plastic. Dat de salopolymeren van Engelhardt oplossen in zeewater staat vast. Ook bewees de promovendus dat zijn ingebouwde chemische verbindingen met zuurstofatomen, zogenoemde esterverbindingen, daadwerkelijk aanwezig waren. Die moleculaire verbindingen staan bekend om hun biologische afbreekbaarheid door water en micro-organismen. Vergelijkbare esterverbindingen maken bijvoorbeeld polylactide (PLA) biologisch afbreekbaar. Engelhardt acht het daarom waarschijnlijk dat verdere afbraak zal plaatsvinden. “Maar dat moeten we nog bewijzen”, zegt hij.
Van koraalrifherstel tot landbouwfolie
Veelbelovende toepassingen voor salopolymeren liggen voorlopig niet in boodschappentassen of verpakkingen. Daarvoor is het materiaal nog te gevoelig voor luchtvochtigheid. Engelhardt ziet meer kansen voor landbouwfolies of nichetoepassingen waarbij contact met water juist gewenst is. Hij noemt het herstel van koraalriffen als voorbeeld. “We zouden jonge koralen kunnen inbedden in een kunststofmatrix van salopolymeren. Zo’n mal in zee biedt eerst stevigheid en verdwijnt daarna langzaam. Zo blijft uiteindelijk alleen het koraal over, zonder resterende lijmresten of kunststofafval.”
Maar zover is de ontwikkeling nog niet. Engelhardt produceerde tijdens zijn promotie slechts tientallen grammen materiaal. Opschalen lijkt technisch haalbaar, denkt hij, omdat de benodigde grondstoffen uit bestaande biomassastromen kunnen komen. De grootste uitdaging zit waarschijnlijk in de kosten. “Plastic bouwstenen gevoelig maken voor zout vergt extra chemische bewerkingen”, legt de onderzoeker uit. Elke stap vraagt om oplosmiddelen, zuivering en gespecialiseerde reagentia. Daarmee concurreert het materiaal met een petrochemische industrie die al decennialang op enorme schaal produceert. Toch ziet de onderzoeker voldoende potentie om verder te bouwen aan kunststoffen die niet alleen bruikbaar zijn, maar ook weten wanneer hun taak erop zit.
Julian Engelhardt promoveerde bij de leerstoelgroepen Organic Chemistry, Physical Chemistry and Soft Matter, en bij WFBR aan Wageningen University & Research. Hij verdedigde zijn proefschrift op 22 mei 2026
