Vom Siegeszug der Kunststoffe zu neuen Supermaterialien | Quarks
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- เผยแพร่เมื่อ 9 ก.ย. 2024
- Haushaltsartikel, Mode, Fernseher, Fußböden, Möbel und sogar vollständige Häuser bestanden daraus - in den siebziger Jahren waren die Kunststoffe allgegenwärtig. Knallbunt und mit meist runden Formen dominierten sie viele Haushalte.
Die Kunststoffe haben unsere Welt verändert. Sie haben Innovationen ermöglicht, aber Kunststoffe haben auch gewaltige Müllberge verursacht. Das große Wachstum der Industrie im 19. Jahrhundert wäre ohne Kunststoffe nicht möglich gewesen. Damals wurden noch viele Alltagsgegenstände aus Naturprodukten hergestellt, darunter Horn, Elfenbein, Schellack oder Seide. Diese Ressourcen waren jedoch begrenzt und das stand dem Wachstum der Industrie im Weg.
Doch bald zeigte sich der Nachteil der Kunststoffe: Das Material war beinahe unverwüstlich - die Produkte, die daraus hergestellt wurden, jedoch nicht. Die Folge: Müllberge in einem Ausmaß, das zuvor kaum vorstellbar war. Die Deponien an Land quollen über und da viele Kunststoffe kaum oder nur sehr langsam verrotten, wächst das Problem unaufhaltsam. Inzwischen sind sogar auf den Weltmeeren gewaltige Flächen durch Plastikmüll verschmutzt. Erst nach und nach werden Methoden entwickelt, wie man Plastik wiederverwerten kann. In den meisten Fällen wird Plastik jedoch einfach verbrannt. Der Hype ist vorbei - doch die Müllberge wachsen noch immer.
Spinnenseide hat verführerische Qualitäten: Sie ist zwanzigmal dünner als menschliches Haar und fünfmal so reißfest. Kein Wunder, dass Wissenschaftler viele Anstrengungen auf sich nehmen, um dieses Material aus der Natur nachzubauen - ein ehrgeiziges Ziel. Es beginnt mit der Entschlüsselung des Spinnenerbguts, geht weiter mit der Idee, den Spinnenfaden von gentechnisch veränderten Bakterien produzieren zu lassen und endet mit einem glücklichen Zufall, der zur entscheidenden Erkenntnis führt.
Autoren: Lars Tepel, Ulf Kneiding
Aus unserer Sendung vom 15. März 2014.
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Perlon und Nylon sind NICHT DASSELBE. Sagt man Nylon meint man Nylon 6,6. Perlon hingegen ist Nylon 6! Nylon 6 wird aus Caprolactam, Nylon 6,6 aus Adipinsäure und Hexan-1,6-diamin hergestellt. LG
außerdem auch nur ein markenname.. also wer sagt bitte perlon??
Handelsname. Wenn schon genau dann bitte "Polyamid" :)
@Veronika Stotter Danke für deinen Kommentar :) Ich mag es wenn Leute auf chemische Richtigkeit Wert legen.
Die Stöchiometrie der Verbrennungsreaktion habe ich in einem anderen Kommentar versucht zu erklären.
danke, wollte ich auch sofort schreiben als ich das gehört habe :D
Dieser Kommentar hat mir, wie auch der von Flederratte beim Prokrastinieren tatsächlich noch etwas Bildung vermittelt :D Vielen Dank für deinen Kommentar
5:26 Idealisiert gilt ungefähr folgendes: *1 kg Kerosin + 3,5 kg Sauerstoff --> 3,1 kg Kohlenstoffdioxid + 1,4 kg Wasser*
Daher verbrennen 3 t Kerosin zu 9,3 t Kohlenstoffdioxid.
Hier die ausführliche stöchiometrische Rechnung für den Hauptbestandteil im Kerosin (Dodecan C12H26):
Reaktionsgleichung:
C12H26 (Dodecan) + 37 (Sauerstoff O) --> 12 CO2 (Kohlenstoffdioxid) + 13 H2O (Wasser) [Sauerstoff liegt eigentlich molekular als O2 vor, lasse ich aber der Übersicht halber in der Gleichung weg. Ich gehe von 37 Sauerstoffatomen aus, die zur vollständigen Verbrennung eines Moleküls Dodecan benötigt werden.
Molare Massen (gibt an was eine genau festgelegt Anzahl an Teilchen eines Stoffes wiegt):
M (Dodecan) = 170 g/mol
M (Sauerstoff) = 16 g/mol
M (Kohlenstoffdioxid) = 44 g/mol
M (Wasser) = 18 g/mol
=> 170g Kerosin (Dodecan) + 592g (=37mol*16g/mol) Sauerstoff --> 528g (=44mol*12g/mol) Kohlenstoffdioxid + 234g (=13mol*18g/mol) Wasser
Und für 1 kg Kerosin gilt ungefähr (unter der Annahme, dass es 5,9 mol Dodecan enthält):
*1 kg Kerosin + 3,493 kg Sauerstoff --> 3,115 kg Kohlenstoffdioxid + 1,381 kg Wasser*
Vielen Dank für den lehrreichen Kommentar! Ich gebe mal für die restlichen Kommentare-Leser den Hinweis, dass eine ausführliche Ausarbeitung deines Kommentares du schon gepostet hast. Dieser wird dann wohl leider zu schnell übersehen, ist denoch sehr lesenswert und richtig! Vielen Dank für deine Mühe unter einem Video sachlich und richtig zu kommentieren, dass sieht man leider nur selten ;)
@@lejandTV Danke für dein Feedback :)
Ich gehe mit gutem Beispiel voran und hoffe TH-cam wird wieder zu einer guten Videoplattform die sich zur Verbreitung von Wissenschaft eignet.
@@Flederratte auf einschlägigen Kanälen ist das heute schon der Fall, dohch (leider) überwiegend im Englischen (britisch). (Mit der Sprache habe ich kein Problem, doch unsere deutschen TH-camr könnten sich mal eine Scheibe davon abschneiden
Hab's nicht verstanden nur das es mehr co rauskommt......
@@SolidxSnakexDuke Was hast du nicht verstanden? Willst du es verstehen? Kann ich was erklären?
Sehr interessant. Bei der synthetischen Spinnenfaser würden mich echt mal die Zugfestigkeitswerte interessieren.
Man hätte schon seit Jahrzehnten Hanf als "Supermaterial" einsetzen können, fand die Kunststoff-Lobby aber nicht gut, wird bei solchen Sachen nicht anders sein.
Hanf ist sehr vielseitig und gilt deshalb als Wunderstoff. Aber wenn es um spezielle Anwendungen geht, dann haben andere Materialien den Hanffasern bzw. den Kunstoffen aus Hanf was voraus. Z.B. ist CFK leicht, stabil, hart und ein Designerwerkstoff. Du hast bei 4:36 gesehen, dass je nachdem wie die Fasern gelegt werden die Eigenschaften in verschiedenen Richtungen gesteuert werden können.
Großer Vorteil von Hanf und anderen Naturfasern ist natürlich, dass diese Biologisch abbaubar sind und Öl als Quelle für die Ausgangsstoffe vieler Kunststoffe wie PE und PET wird in naher Zukunft aufgebraucht ist.
Es ist halt immer so eine Sache mit neuen Materialien und ob sie sich wirklich durchsetzten. Sie müssen billiger in der Produktion sein, bessere mechanische Eigenschaften haben usw. Sie müssen kurz gesagt den Nerv der Zeit treffen.
Ich würde jetzt mal sagen, dass Hanf-Materialien eine Zukunft haben. Sie müssen aber in gewisser Weise das schlechte Image loswerden. Dazu müssten diese, find ich, legalisiert werden. Vielleicht wird auch in anderen EU-Ländern Hanf legalisiert und die Vorteile werden sichtbar, sodass Deutschland nachzieht. Vieles würde für eine Legalisierung sprechen. Aber mit der Union in der Regierung und deren Stillstands-Politik ist das fraglich.
Ich würde bei der Erforschung und Entwicklung neuer Materialien nicht auf einen Stoff setzen sondern Vieles ausprobieren. Ob und was sich dann durchsetzt wird sich zeigen.
ChickenFingers294 sehe ich auch so. Gruß von Hanfbike die Gesundheitsapp 🌿🌿🌿
Wir doch auch benutzt, z.B. als Dichtmaterial für alle Arten von Wasserinstallationen. Oder auch als Faser für Säcke und Beutel.
Es war mehr die Holzlobby die Angst hatte
Naja Hanf wurde früher für die Innenausstattung für Autos gerne verwendet -> nach der Zeit fand man aber heraus das Hanf bzw der Innenraum zum stinken anfängt. Übrigens ist Kunststoff an sich ein Suoermaterial -> nur bei der Umsetzung scheiters und die Politik macht auch nur Imagekampagne
wenn wir mehr ins Sotiersystem investieren würden könnten man viel schneller auf 100% recyceltes Kunststoff für die Massen umsteigen jetzt gerade wird 50% energetisch verwertet was immer noch deutlich besser ist als direkt -> Diesel, Benzin, Heizöl (Treibstoffe insgesamt) verbrannt wird -> diese machen 90% des gesamten Öl verbauchs aus Kunststoff hingegen 5-7% die restlichen 2-3 Chemie-Industrie
Sehr interessantes und lehrreiches video! 👍👍👍
Ist die künstliche Spinnenseide genauso gut von der Natur abtragbar, wie die natürliche Spinnenseide? Oder müsste Ersteres recycled werden?
Das wollte ich auch Fragen. Denn genau diese Antwort blieb die Kurzdoku schuldig, zumal es bei den voran gezeigten Materialien thematisiert worden ist.
croathlet Nach unserer Kenntnis sind sie biologisch abbaubar.
es sind ja lediglich proteine die richtig aneinandergereiht werden - die sind auf jeden fall biologisch abbaubar
es kommt allerdings darauf an, in welcher form die fasern hinterher genutzt und werden und ob (und wenn ja welche) chemikalien zugesetzt werden müssen
Die Faser wird das eine sein, das andere das jeweilige Produkt (Farbe , zusätzliche Weichmacher etc.)
Passend... Nächste Woche Klausur in Chemie über Kunststoffe :D
Viel Erfolg dabei! Chemie ist super und hilfreich im Leben ;)
@@Flederratte Danke :) seh ich genauso, habs als Neigungskurs :D
"...und dann bei 400°C aushärten." Prepregs werden in der allerseltensten Fällen bei 400°C ausgehärtet! Gibt wenige Kunststoffe, die die Temperatur überhaupt standhalten..
Jo, hat mich auch gewundert. Üblich sind ja eher Temperaturen um die 170°C.
Eine Quellenangabe wäre schön.
Wir sehen jia, wo uns einige der Kunststoffe hingebracht haben... Ganz toll!
Liebes Quarks Team,
wie immer habt ihr das sehr gut umgesetzt, aber 2 Fragen habe ich trotzdem =P
1) bei 9:08 wird ein Elektrophoresegel eingeblendet, aber nicht darauf eingegangen. Was hatte das mit dem Experiment zu tun?
2) Habt ihr eine Ahnung, ob die Erforschung der Spinnenfäden im staatlichen oder unternehmerischen Rahmen stattgefunden hat? Falls staatlich, dann ist die Geheimniskrämerei der ForscherInnen unhaltbar.
Vielen Dank für eure Antwort im Voraus
Also ich kann dir deine zweite Frage beantworten, die Erforschung hat anscheinend im unternehmerischen Rahmen stattgefunden. Der Wissenschaftler im Video, Thomas Scheibel, ist der (Mit)Gründer der Firma AMSilk, die die Faser mittlerweile unter dem Markennamen Biosteel® produziert und vertreibt.
Quellen:
Lebenslauf von Thomas Scheibel
fiberlab.de/wp-content/uploads/2019/09/CV_Thomas-Scheibel_2019eng.pdf
Wikipedia Artikel
de.wikipedia.org/wiki/Thomas_Scheibel
Firmenwebseite
www.amsilk.com/industries/biosteel-fibers/
Ein Fehler: Die Vernetzungstemperatur der duromeren CFK-Matrix liegt aber nicht bei 400°C, sondern bei ca. 150 bis 170 °C
Hanf ist das neue Ökomaterial. Gruß von Hanfbike die Gesundheitsapp 🌿🌿🌿
Da die pflanze vielseitig ist wird sie von der weltpolizei kontrolliert
Wie immer ein gutes Video 👍
Aha.
Arme versuchsspinnen
Wirklich Beeindruckend!
witzig, wenn man bei erforschung von fäden von SPANNENDEN produkten spricht XD
Übergänge wären noch gut gewesen z.B. Vom Carbon zur Natur. Nur als kleiner Tipp. Ansonsten sehr informationsreich. Das mit dem Spinnenfaden war sehr interessant. Ich wusste nicht dass man so etwas mal hinbekommen könnte
Bei dem Biochemiker in der Stellenausschreibung muss anscheinend "keine Angst vor Spinnen" stehen ;)
LOL
2:54 Mike Krüger?
Ist die Herstellung von Spinnenfäden, denn wesentlich Nachhaltiger, als die Herstellung von Poly Venyl Chlorid?
Hi, Der Hunter! Die Spinnenfäden werden zumindest nicht aus dem fossilen Rohstoff Erdöl hergestellt (wie die meisten Kunststoffe), sondern aus natürlichen Materialien. Wieviel Energie am Ende die Spinnenfadenherstellung mit Bakterien im großen Maßstab benötigt, wissen wir leider auch nicht.
Wow endlich mal etwas Fortschritt..
Faszinierend
Asbest find ich super
bruder die können spider-man werden
Hallo, ich schreibe über das Thema „Geschichte der Kunststoffe“ eine Seminararbeit und finde dieses Video sehr passend und wollte deshalb nach Ihren Quellen fragen.
Hi Aleyna, danke für dein Interesse! Wir schauen nach, ob wir die Recherche im Archiv noch finden - immerhin siehst du in der Videobeschreibung, dass die Sendung von 2014 ist. Wir können nicht garantieren, dass wir die Quellenliste für diesen Beitrag nach 6 Jahren und einem Redaktionsumzug noch finden. Wenn doch, schreiben wir dir hier nochmal.
Viele Grüße von deinem Quarks-Team - wir wünschen dir viel Erfolg bei deiner Seminararbeit! 🤗
Quarks Vielen Dank für die schnelle Antwort und danke dass Sie sich die Mühe machen. 💛
@@Quarks Ich weiß, dass das hier schon ein wenig zu spät ist, aber haben Sie die Quellen mittlerweile gefunden? Würde mich auch interessieren :)
@reishi boo Am Besten schickst du eine Mail an quarks@wdr.de mit dem betreffenden Link. Wir im online-Team können leider nicht weiterhelfen.
Materialwissenschaftler und Werkstofftechniker hier?:)
Nein nur Kunststofftechniker
edit: Ja jetzt Werkstoffwissenschaflter und Materialtechniker XD
Persönliches Lesezeichen, don´t mind me
3:37
3:54
4:03
coo, dann gibts ja bald spinnenseidekleidung oder seile oder so. flugzeugteile?
Können wir jetzt einen Weltraumaufzug damit bauen bitte?
Super, wenn es (oder auch Mensch) nicht unsere Umwelt damit verschmutzen würde
Besser Holz verwenden!
Anstelle von zB Plastikstühlen Holzstühle denke ich mal?
Gegen Carbon und Spinnenseide kommt Holz wohl kaum an.
Ahja die guten Holzflugzeuge.
Jo gibt ja bereits holzfasern (Lyocell), die zu Kleidung verarbeitet werden. Ist zwar teuer, aber viel qualitativer als Kunststoff oder Baumwolle, da Antibakteriell und temperaturausgleichend.
@@vondralbra5147 nicht jeder Stoff ist für jede Anwendung brauchbar.. Diese Spinnenfasern sind auch kein Allzweckmittel.. Im Flugzeugbau braucht man stabile und ultraleichte Materialien und sie müssen enorme Temperaturen aushalten. Ich wage zu bezweifeln, dass der Stoff da geeignet wäre.
@@tobiashorn1270 das war auch ironisch...
*YEAH, SCIENCE*
Du meintest wohl "science, bitch"
Und in der DDR wars statt der Nylon die Dederon (hier die Fasern an sich).
Beliebte Produkte unteranderem: Kittelschürze, Dederon Beutel.
echt cooles video :)
warum gibt es kein richtiges nylon mehr, sondern nur noch billige schnell kaputtbare strümpfe aus schlechten mischgeweben????
Du hast die Antwort schon gegeben: billig.
Ist das jetzt ein organisches Material, verrottbar-kompostierbar?
Spinnen Seide schon
Super Video, Abo iz da ;) Weiter so 👍
musste bei den video mit den Spinnen weg schauen 😩🥴 aber ansonsten sehr gutes Video!
Wie beim anti botika haha
Lasst dieses dämliche Outro weg!
die Nature ist schlauer als Mensch...
Mittlerweile gibt es auch Bakterien die Enzyme bilden, welche Kunststoffe abbauen können um dann als Nahrungsquelle für diese zu dienen (der Bakterien-Stamm heißt Ideonella sakaiensis). Die Natur hat in diesem Bereich also einen Weg gefunden, eine neue ungenutzte Nahrungsquelle also einen neuen Lebensraum zu erschließen. Da Wissenschaftler nun sogar daran arbeiten, künstlich die Effizienz dieser Bakterien zu erhöhen oder andere zu verändern, die dann auf baugleiche Enzyme setzen und dabei effizienter vorgehen, bin ich mir da relativ sicher, dass unser Kunststoffproblem weniger problematisch als angenommen ist.
(Bitte jetzt diesen Kommentar nicht auf das Klima umbiegen, dieses wird sich eventuell auch selbst regulieren, nur wird unsere Art diese automatische Selbstregulierung nicht mehr miterleben)
Mit einem spezifischem Abbauenzym für ein Polymer sind die vielzähligen Probleme der Kunststoffe nicht gelöst. Es könnten sogar weitere Probleme hinzukommen.
Das Problem des Kunststoffmülls überall auf der Welt hätte nie auftreten können, wenn Menschen gewissenhaft wären. Kunststoffmüll hat einen recht guten Heizwert, die theremische "Verwertung" ist sinnvoll. Der Müll ist wertvoll. Es müsste nur ein System der Verwertung des Kunststoffmülls auch durchgeführt werden. Dazu braucht es Mülltrennung durch die Menschen, die etwas entsorgen. Außerdem müssen entsprechende Anlagen gebaut werden und eine Infrastruktur der Sammlung und des Transportes geschaffen werden (Aufgaben der Politik). Dann findet eine sinnvolle thermische Verwertung des Mülls statt.
Stattdessen konnten einige wenige wohl viel Geld mit der Verklappung von "Plastikmüll" ins mehr machen.
Jetzt sind die Kunststoffe überall in der Umwelt. Dadurch gelangen auch physiologisch wirksame Stoffe in die Tierwelt was dann zur Bedrohung von Arten und Ökosystemen, sowie unserer Nahrungskette führt. Außerdem verenden Tiere direkt an Gegenständen aus den für lange Zeit stabilen Polymeren.
Ein Abbauenzym müsste weltweit verbreitet sein, um die geschehene Verteilung rückgängig zu machen. Künstlich veränderte Bakterien großflächig auszusetzen kann wieder Risiken haben.
der typ ist irgendwie n bisschen creepy
Quatsch, der ist nur übermotiviert... :')
Hatte eine Vorlesung bei ihm. Er ist immer so motiviert :D is in dem Fall aber nicht verkehrt.
@@Antimon_Sb fair, wenns ehrliche motivation ist - studiere IT und habe ganz ähnliche profs an der uni. ich sehs ihm mal nach :^)
moin----ich mach videos zu sehr vielen verschiedenen themen,,,,,, seit 8
jahren,,,,, würde dich gerne einladen mein kanal zu besuchen,,,,wer
weiss vielleicht wirst du stamm zuschauer :-)
Der Tod der Erde
Physik halt, man hat sich auch bewusst gegen Physiker Beruf entschieden...
Wie wäre es denn mit der Entwicklung von Schwellenländern, vielleicht genauer: CHINA 🇨🇳 und die neue SEIDENSTRASße
Und ich hab n bike aus carbon
Ich auch 👌
Kerry Bonane welche marke
Simplon Kibo 👍
Kerry Bonane habe auf den Kommentar gewartet. WIR BIKER SIND ÜBERALL
Gay Vid
Kunstoff ist eine geißel der Natur ....
Müsste man verbieten. Der Umwelt zu liebe
Geht schwer
Der Mensch müsste der Umwelt zu liebe verboten werden.
Kunststoff wirft sich nicht von alleine ins Meer.
@@bit3603 äh doch?
@@user-qx7tm5df8j ja klar. Ein verantwortungsvoller Umgang würde vieles ermöglichen. Gerade bei Kunststoffen.
@@bit3603 "ja klar" wie "ja du hast recht"?
Wollte gerade wegklicken als es wieder um den schlimmen Plastikmüll geht aber Carbon ist interessant ;)
Und schon wieder ein Uralt Video aus 2014...
Und den Mensch will wieder Gott spielen.... -.-
Shoutouts an meinen Vorrednern: verwendet sich Holz! Ist mir auch egal wofür aber nehmt halt Holz.
langweilig
Was für furchtbare Sachen werden den Spinnen denn im Namen der Forschung angetan? Das ist ja schöpfungsverachtend!
ist jetzt n schlechter witz oder?
@@user-qx7tm5df8j Wieso schlecht?😀
Was hab ich von meinem Meister auf den Deckel bekommen wenn ich Plastik gesagt hatte...
In der Ausbildung zum Verfahrensmechaniker kostete das Wort 'Plastik' 2€ in die Azubi Kasse 😂