25 mei. 2026
1 minuut
Onderzoekers van onder meer Wageningen University & Research en de Universiteit van Amsterdam hebben een biologisch afbreekbaar kunststofmateriaal ontwikkeld op basis van maïseiwitten. Ze lieten zich inspireren door het spinproces van spinrag. Het resultaat komt volgens de onderzoekers dichter in de buurt komen van conventionele kunststoffen dan bestaande bioplastics.
Het onderzoek is gepubliceerd in Nature.
De ontwikkeling speelt in op een bekend probleem binnen de bioplasticsector. Veel biobased polymeren zijn wel hernieuwbaar of composteerbaar, maar missen de combinatie van sterkte, taaiheid en barrière-eigenschappen die nodig zijn voor industriële toepassingen, vooral in verpakkingen.
Van maïseiwit naar ‘plantymer’
De basis van het nieuwe materiaal is zeïne, een eiwit dat vrijkomt als bijproduct bij maïsverwerking. Zeïne is biologisch afbreekbaar en afkomstig uit hernieuwbare grondstoffen, maar staat ook bekend als bros en mechanisch zwak.
De onderzoekers keken daarom naar de manier waarop spinnenzijde ontstaat. Tijdens het spinproces veranderen spinnen lokaal de vochtigheid, zuurgraad en mechanische belasting van eiwitten. Daardoor vormen zich sterke β-sheet-constructies die verantwoordelijk zijn voor de hoge treksterkte van spinrag.
Het onderzoeksteam ontwikkelde een vergelijkbaar proces voor maïseiwitten. Via liquid-liquid phase separation (LLPS) ontstaat eerst een geconcentreerde eiwitfase. Vervolgens zorgen schuifkrachten tijdens de verwerking ervoor dat de eiwitketens zich ordenen tot sterkere constructies. Dat levert films en vezels op met aanzienlijk betere mechanische eigenschappen dan conventionele zeïne-materialen.
Interessant voor flexibele verpakkingen
Volgens de onderzoekers combineert het materiaal meerdere eigenschappen die relevant zijn voor de kunststofindustrie. Het nieuwe ‘plantymer’ biedt goede zuurstof- en vochtbarrières en blijkt biologisch afbreekbaar. In laboratoriumtests werd circa 80 procent van het materiaal binnen een maand afgebroken onder de omstandigheden van een Hollandse composthoop. Bovendien konden de onderzoekers aantonen dat de films oxidatie van bananen vertraagden, een belangrijke indicatie voor mogelijke voedselverpakkingen.
Juist die combinatie van barrière-eigenschappen en biodegradeerbaarheid is interessant voor flexibele verpakkingen, coatings en mogelijk vezeltoepassingen. In die markten zoeken producenten naar alternatieven voor fossiele kunststoffen zonder grote concessies aan functionaliteit.
Vergelijking met bestaande maïskunststoffen zoals PLA
Het nieuwe materiaal verschilt fundamenteel van bestaande maïsgebaseerde kunststoffen zoals Ingeo, het bekendste commerciële PLA-materiaal (polylactic acid). PLA wordt geproduceerd uit melkzuur dat via fermentatie uit suikers of zetmeel afkomstig uit maïs wordt gewonnen. Het is inmiddels breed toegepast in verpakkingen, 3D-printfilamenten en wegwerpproducten.
Hoewel PLA een belangrijke rol speelt in de bioplasticsmarkt, kent het ook beperkingen. Het materiaal is relatief bros, heeft beperkte hittebestendigheid en vereist voor industriële compostering doorgaans hogere temperaturen en gecontroleerde omstandigheden. Daarnaast zijn zuurstof- en vochtbarrières niet altijd voldoende voor hoogwaardige voedselverpakkingen.
Het nieuwe plantymer gebruikt geen melkzuurchemie maar direct plantaardige eiwitten als bouwsteen. Daardoor lijkt het materiaal qua structuur meer op natuurlijke vezel- en eiwitmaterialen dan op thermoplasten zoals PLA. De onderzoekers claimen bovendien een hogere taaiheid en betere barrièreprestaties dan veel bestaande biobased kunststoffen.
Het laatste nieuws
