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Sauberes Wasser dank Nanotechnologie

(06.12.2019) Ein Ulmer Wissenschaftler entwickelte gemeinsam mit Kollegen der spanischen Universität in Saragossa eine Methode, um verunreinigtes Grund- oder Fluss- in sauberes Trinkwasser zu wandeln – frei von organischen, anorganischen oder auch radioaktiven und mikrobiellen Substanzen. Das berichten die Wissenschaftler jetzt im Fachblatt „Angewandte Chemie“.
 

Carsten Streb und sein Kollege Scott G. Mitchell widmeten sich einem bislang noch ungelösten Problem auf der Erde. 2,2 Milliarden Menschen weltweit haben laut UNICEF keinen Zugang zu sauberem Wasser. „Rund 785 Millionen Menschen haben nicht einmal eine Grundversorgung mit Wasser“ sagt die UN-Kinderhilfsorganisation anlässlich der Weltwasserwoche im Sommer 2019.
 

Sauberes Trinkwasser ist in vielen Regionen auf dem Planeten für die dort lebenden Menschen noch immer nur schwer zu bekommen. Flüsse, Seen oder Grundwasser sind verschmutzt. Wer es zur täglichen Hygiene oder zum Kochen verwendet, läuft Gefahr krank zu werden. Laut UNICEF sterben jeden Tag mehr als 800 Kinder an vermeidbaren Krankheiten wie etwa Durchfall, die durch verunreinigtes Wasser hervorgerufen wurden.
 

Komplizierte Wasserreinigung durch Nanotechnologie vereinfacht

Normalerweise ist die Reinigung von Wasser aufwändig. Für jede Kontaminante braucht es extra Filter, um sie zu binden und zu entfernen. Die Forscher nutzen zur Reinigung des Wassers nun winzig kleine, aber multifunktionale Stoffgemische, so genannte SILP (supported ionic liquid phases): ein Salz, das bei Zimmertemperatur geschmolzen ist und daher nicht in einer Flüssigkeit gelöst werden muss. Es bildet aber mit anderen Stoffen neuartige Materialien.
 

Streb und Mitchell designten mit dieser Methode erstmals ein Polyoxometallat (POM) auf Wolfram-Basis. Dessen Anionen können Schwermetalle binden. Zugleich entstehen Tetraalkylammoniumsalze. Die wirken antimikrobiell und befreien das Wasser von Bakterien. Das Reinigungsmittel weist Wasser ab und ist nicht mischbar, es bildet aber einen stabilen Überzug auf anderen Stoffen. Die Forscher ummantelten damit poröses Silikondioxid und erhielten ein trockenes Pulver.
 

Der Clou: Auch das Reinigungsmittel selbst lässt sich nach seiner Anwendung leicht wieder aus dem Wasser entfernen. Da es einen Kern aus Eisen besitzt, genügt dafür ein Magnet, Er zieht die Partikel an.
 

Im Labor konnten die Forscher mit ihrem Nano-Wasserfilter, den sie POM-SILP nennen, Blei, Nickel, Chrom, Kupfer und Kobalt. Auch Uran konnten sie ebenso erfolgreich binden wie organische Farbmoleküle oder E. coli.-Bakterien. Ihre Hoffnung ist jetzt, dass der Wasserfilter in entlegenen Regionen ebenso Anwendung findet wie nach Katastrophen, wenn die Infrastruktur zusammengebrochen ist.
 


Neugierig? Mehr Meldungen aus der Nano-Welt finden Sie in unserem Archiv.

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