Karneval in New Orleans ist ein berühmtes, unheiliges Durcheinander. Nach der Feier 2018 fragten sich einige, ob es zu weit gegangen war. Abgesehen von dem Überschuss an Bacchanalian hinterließ die Parade 950 Tonnen Trümmer in Souvenirs, Müll und Perlen, berichtete die Times-Picayune, mit über 620 Tonnen, die bis Mitte Februar auf Deponien landeten. Die Stadtbesatzungen zogen nach den Ferien allein 46 Tonnen Perlen, die die Wasserauffangbecken in der ganzen Stadt verstopften.
Man könnte sagen, die Partei ist ein Mikrokosmos unseres globalen Problems mit Kunststoffen, mit Plastikabfällen, die in den Weltmeeren wachsen und Mülldeponien, die sich nicht zersetzen lassen. Laut der Biologin Susan Shaw, Gründerin und Präsidentin des Shaw Institute, boomt die Kunststoffindustrie weiter und gibt schätzungsweise 180 Milliarden US-Dollar aus, um allein in den USA bis 2025 über 260 neue Kunststofffabriken zu bauen. "Es wird geschätzt, dass wir jedes Jahr 8 Millionen Tonnen Kunststoffe in den Ozean geben", stellt sie fest, "und dies hält Hunderte von Jahren in der Umwelt an."
Angesichts der zunehmenden Besorgnis suchen Forscher nach Alternativen, einschließlich „organischer Kunststoffe“ aus pflanzlichen Materialien, die sich zersetzen. Die technische Herausforderung wird durch eine wirtschaftliche Hürde erschwert: die Herstellung von biologisch abbaubaren und wirtschaftlich vertretbaren Kunststoffen auf pflanzlicher Basis.
Naohiro Kato, Molekularbiologe und Professor an der Louisiana State University, beginnt mit biologisch abbaubaren Mardi Gras-Perlen.
Problemlösung auf molekularer Ebene
Bunte Perlen standen nicht auf Katos ursprünglicher Karriere. Als er an der Hiroshima University promovierte, war er auf dem Gebiet der Lebensmittelforschung tätig, um das Problem der globalen Ernährungssicherheit anzugehen. Die meisten Forschungen von Kato konzentrieren sich auf medizinische Anwendungen wie Nanopharmazeutika zur Behandlung von Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Seit er 2005 zu Baton Rouge gezogen ist, liebt er auch Mardi Gras.
Kato neigt zu Algen in seinem Labor. (Paige Jarreau / LSU) Das Kommen von Rutgers nach Louisiana war ein großer Kulturwandel - so groß wie sein Umzug von Japan nach New Jersey Ende der neunziger Jahre. „Die Leute waren so großzügig und bodenständig. Die Leute hatten keine Eile “, erklärt er. Wie keiner. An einer Kasse in Baton Rouge konnte er fünf Minuten warten, während der Angestellte mit einem Kunden plauderte.
„Ich dachte, warum bewegt sich die Linie nicht? ”, Gibt Kato zu. Allmählich bekam er das Bedürfnis vor Ort, über Wetter, Essen und Leben zu sprechen.
In seinem ersten Sommer schlug Katrina den Golf. Im Gefolge des Sturms erlitt seine Nachbarschaft einen einwöchigen Stromausfall. Kein Strom oder Wasser. Nachbarn zogen sich zum Essen zusammen. "Komm einfach vorbei", sagten die Leute. "Also haben wir fast jeden Abend gegrillt."
"Diese Erfahrung hat es uns tatsächlich leichter gemacht, in Louisiana zu leben", sagt Kato.
Er und seine Familie lernten die lokalen Traditionen kennen. "Das hat mich dazu gebracht, die Kultur, die wir hier haben, genauer zu betrachten", sagt er. "Hier reden die Leute über Essen und was man heute Abend isst, und Karneval kommt und die Parade Route."
Karneval in Baton Rouge ist zurückhaltender als in New Orleans, aber die Verschwendung der Partei ist ein Problem im ganzen Staat. Danach sieht man überall Perlen, sagt Kato, "in Ästen, elektrischen Leitungen und in Entwässerungsgräben gefangen."
Auf einer Party unterhielt sich Kato mit einem Dokumentarfilmer, David Redmon, dessen Film Mardi Gras: Made in China den problematischen Weg der Mardi Gras-Perlen aufzeichnete. Kato verließ die Partei und dachte: „Wir können es besser machen. Warum verwenden Menschen keine biologisch abbaubaren Mardi Gras Perlen? Das sollte ein langer Weg sein. “
Erfindung durch Unfall
Nicht lange danach arbeiteten Kato und seine Schüler mit Algen für medizinische Anwendungen, als eine zufällige Entdeckung ein wichtiges Puzzleteil ergab.
Einer seiner Schüler hatte die Aufgabe, drei Nächte in der Woche das Labor zu überprüfen, um Reagenzgläser mit Mikroalgen von der Zentrifuge in den Gefrierschrank zu bringen. "Eines Nachts hat er vergessen", sagt Kato.
Am nächsten Morgen öffnete Kato das Labor und fand eine große Algenkugel, die Öl auf dem Boden der Zentrifuge sammelte. Er sah fast sofort, dass dies eine Schlüsselzutat für kugelförmige Biokunststoffperlen sein könnte.
Die biologisch abbaubaren Mardi Gras Perlen und Dublonen werden aus Mikroalgenbiomasse hergestellt. (Paige Jarreau / LSU) Katos Team begann, Mikroalgen zu züchten, um Perlen zu finden, die sich biologisch abbauen lassen. Sie könnten die Mikroalgen von Teichoberflächen in Louisiana ernten, was den natürlichen Vorteil von reichlich Sonnenlicht hat. Kato hat ein Patent für sein Verfahren angemeldet, bei dem die Mikroalgen mit Chemikalien gemischt werden, um die Verbindungen in den Algen zu oxidieren und die Vernetzung zu fördern, damit sie zusammenkleben. Er setzt Wärme und Druck ein, um die Vernetzung voranzutreiben, gefolgt von einer Trocknungsperiode.
Um das Wasser des Marktes zu testen, sprach Kato mit den Führern von Mardi Gras Krewe. Eine Reihe von Leuten, darunter auch seine lokale Gruppe von Southdowns, fand die Idee, ihren plastischen Fußabdruck zu reduzieren, ansprechend.
Kato und Southdowns Krewe-Führer William Gladney halten Dublonen aus Mikroalgen. (Irene Kato) Es hat auch andere in der Branche angesprochen. Laut Bill Horner, CEO von Totally Green Bottles, einem internationalen Hersteller kompostierbarer Flaschen, ist die Innovation von Kato „äußerst wichtig. Ich kann ihm nicht genug applaudieren. "
Für Horner ist der Goldstandard für nachhaltige Kunststoffe eine zertifizierbare Kompostierbarkeit, die bestätigt, wie schnell das Material zerfällt. "Es hat mit dem gesamten CO2-Fußabdruck zu tun", sagt er. (Basierend auf ersten Experimenten schätzt Kato, dass die aktuelle Version der Perlen in ein bis zwei Jahren sowohl im Boden als auch im Wasser abgebaut wird.) Horner fügt hinzu, dass Kato das Rezept für die Herstellung der Biokunststoffperlen sowie der Dublonen auf einem Werbespot verfeinert hat Skalieren Sie: "Er wird nach links und rechts schauen und sehen, wo es auf andere Weise funktionieren kann." Neue Möglichkeiten werden zweifellos klar werden.
Die Hürde der Waage
Kato und sein Team sind sich der vor ihnen liegenden Herausforderungen bewusst. Grundsätzlich sind die Produktionskosten eine große Hürde: Etwa zehnmal höher als bei normalen Kunststoffperlen. Käufer, die bereit sind, für Nachhaltigkeit eine Prämie zu zahlen, können dazu beitragen, diese Lücke zu schließen. Der Rest des Unterschieds kann jedoch Quersubventionen oder Synergien mit anderen Produkten erfordern. Kato erkundet gemeinsam mit seinen Kollegen aus der Gesundheitsbranche Möglichkeiten, um Nutrazeutika herzustellen, bei denen auch Mikroalgen zum Einsatz kommen.
„Bei Biokunststoffen sind Kosten und Skalierbarkeit die größten Herausforderungen“, sagt Horner. Ein Teil des Prozesses besteht darin, den Markt zu überzeugen, eine langfristige Perspektive einzunehmen. Die Berücksichtigung der versteckten externen Kosten für Plastikverschmutzung, gesundheitliche Auswirkungen und Aufräumarbeiten spricht für eine Preisprämie für Perlen, die die kommunalen Abwassersysteme und Deponien nicht verstopfen.
"Es gibt so viele Menschen, die sich des plastischen Problems bewusst sind, dass man kein Umweltschützer sein muss, um es zu bekommen", sagt Horner. "Wir haben miterlebt, wie die Plastikkrise jedes Jahr schlimmer wurde."
Susan Shaw würde Optionen bevorzugen, die auf Kunststoff verzichten, ist sich jedoch einig, dass Produkte auf Mikroalgenbasis, wie z. B. Materialien auf Algenbasis, vielversprechend sind. "Wir müssen den Umsatz steigern, damit alles funktioniert", fügt sie hinzu.
Im Moment rüstet sich Kato dafür, 3.000 Halsketten für das nächste Jahr herzustellen. Dafür braucht er einen Teich von der Größe eines Fußballfeldes. Und er testet den Markt mit Krewes und Einzelhändlern. Die Frage, die er am häufigsten hört, ist: "Können Sie uns die Farben bringen?"
„Daran arbeiten wir“, sagt er, als sie das Perlenrezept der nächsten Generation entwickeln.
