Mikroplastik-Alternative

Fraunhofer testet Zahnpasta mit Buchenholz-Cellulose

Wenig Abrasion, gute Reinigungsleistung - damit das gelingt, haben manche Hersteller bis 2014 Mikroplastik in ihre Zahnpasten gemischt. Dann folgte der Ausstieg. Jetzt gibt es einen umweltfreundlichen Ersatzstoff.

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Cellulosepartikeln aus Buchenholz, die in verschiedene Pflegeprodukte eingearbeitet wurden. Fraunhofer IMWS

In einem Forschungsprojekt hat das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) in Halle an der Saale Materialien getestet, die geeignet sind, um Mikroplastik in Kosmetikprodukten zu ersetzen und die biologisch abbaubar sind.

In vielen Kosmetikartikeln sind bekanntlich kleinste Kunststoffteilchen unter 5 Millimetern Partikelgröße, sogenanntes Mikroplastik, beispielsweise aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) enthalten. Sie fungieren als Peelingpartikel, Putzkörper oder wegen ihrer chemischen Beständigkeit und Farb-, Geruchs- sowie Geschmacklosigkeit als Stabilisatoren und Füllmittel. Dabei sind Polyethylen und Polypropylen biologisch nicht abbaubar und können über das Abwasser oder Klärschlamm in den Nahrungskreislauf gelangen.

 

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Mit dem jetzt abgeschlossenen Projekt wurden erfolgreich Alternativen zu Mikroplastik aus biologisch abbaubaren Materialien entwickelt und getestet, meldet das Institut. Ziel sei gewesen, eine kostengünstige Herstellung biologisch abbaubarer Cellulosepartikel aus Buchenholz, Hafer, Weizen und Mais zu entwickeln, die die Anforderungen an Abrasivität und Reinigungsleistung in Zahn- und Hautpflege-Produkten erfüllen.

Konkret wurden Alternativen für Körperpeelings und Zahncremes getestet. Die besondere Herausforderung lag darin, die Cellulosepartikel so zu designen, so dass ihre Größe, Form, Härte sowie Oberflächenstruktur zu den gewünschten Produkteigenschaften führt. Dazu wurde Cellulose aus Buchenholz modifiziert und der Optimierungsprozess durch Mikrostrukturanalytik am Fraunhofer IMWS begleitet.

Kostengünstig und biologisch abbaubar

"Wir haben nach zweijähriger Forschungsarbeit mit den Projektpartnern sehr gute Ergebnisse erzielt: eine Testzahnpasta mit den optimierten Buchenholz-Cellulosepartikeln zeichnet sich durch eine geringe Abrasionswirkung, aber dennoch gute Reinigungsleistung aus", erklärt Dr. Sandra Sarembe, Projektkoordinatorin am Fraunhofer IMWS. Die biologisch abbaubaren Partikel in der Zahnpasta dienten im Test der mechanischen Entfernung von bakterieller Plaque, Zahnverfärbungen und Essensrückständen.

Das Forscherteam konnte dabei materialwissenschaftlich bestätigen, dass Cellulose-Partikel in Kosmetikprodukten als Ersatz für Polyethylen vergleichbare Wirkung zeigen und im Wasser biologisch abbaubar sind und kostengünstig hergestellt werden können, heißt es. Auch als Füllstoff in Aluminium-freien Deodorants kämen die Cellulose-Partikel künftig infrage.

Fotografische Abbildung der Zahnschmelzproben im Ausgangszustand, nach Verfärbung und nach der Reinigung. Die Reinigung der Proben erfolgte mit einer Cellulose-haltigen Zahnpasta. | Fraunhofer IMWS

"Die Nutzung von Cellulose als biobasierte Füllstoffe könnte auch in weiteren Einsatzfeldern wie in medizinischen Produkten möglich sein. Außerdem sind verschiedene Cellulose-Typen mischbar, was einen breiten Einsatz verspricht", sagt Dr. Andreas Kiesow, Projektleiter am Fraunhofer IMWS.

 

Daher besitzen die neu entwickelten Partikel den Forschern zufolge ein hohes Potenzial für neue Produktentwicklungen sowie attraktive Marketingmöglichkeiten für nachhaltige oder sogar vegane Produkte. Die gewonnen Ergebnisse könnten zukünftig auch für die Entwicklung in anderen Kosmetikbereichen wie etwa in der dekorativen Kosmetik für Mascara, Puder oder Lippenstift dienen.

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