Abfallprodukt reinigt Wasser von farbigem Gift

Neues Sieb der Technischen Universität Wien basiert auf Kunststoff- und Zellulose-Nanofasern

So wird aus Abfall ein Retter der Umwelt (Illustration: tuwien.at)

Wien (pte020/24.04.2024/11:30) - Forscher der Technischen Universität Wien ( https://www.tuwien.at ) stellen aus semi-kristalliner Nano-Zellulose, die sie aus Altpapier oder gebrauchten Reinigungstüchern herstellen, und dem Kunststoff Polyacrylnitril feinste Fäden für ein Sieb zur Reinigung von Abwasser her. Dazu setzen sie eine Technik namens Elektrospinnen ein. Dabei wird das Material in flüssiger Form versprüht, die Tröpfchen werden elektrisch aufgeladen und durch ein elektrisches Feld geschickt.

Wirkungsgrad 95 Prozent

"So erreicht man, dass die Flüssigkeit beim Aushärten extrem feine Fädchen bildet, mit einem Durchmesser von 180 bis 200 Nanometern. Diese Fädchen bilden ein feines Gewebe mit sehr großer Oberfläche, ein sogenanntes Nanoweb. Auf einem Quadratzentimeter kann man ein Geflecht von Fädchen unterbringen, die insgesamt eine Oberfläche von mehr als zehn Quadratzentimetern haben", so Forscher Günther Rupprechter.

Die Tests mit diesen zellulosebeschichteten Nano-Strukturen sind eigenen Angaben nach erfolgreich verlaufen. In drei Zyklen reinigten Rupprechter und sein Postdoc Qaisar Maqbool mit violettem Farbstoff belastetes Wasser. Dabei ließen sich 95 Prozent des Farbstoffs entfernen. "Die Farbstoffe werden im Nanogewebe gespeichert. Man kann dann das ganze Gewebe entsorgen oder es regenerieren, indem die gespeicherten Farbstoffe herausgelöst werden, sodass es wiederverwendet werden kann."

Gefahr für Flora und Fauna

Organische Farbstoffe stellen die größte Gruppe synthetischer Farbstoffe dar, darunter auch die sogenannten Azo-Verbindungen. Besonders in der Textilindustrie werden sie häufig eingesetzt, auch in Ländern, in denen wenig Augenmerk auf Umweltschutz gerichtet wird und die Farbstoffe oft ungefiltert ins Abwasser gelangen. "Das ist gefährlich, denn sie werden nur sehr langsam abgebaut und bergen große Gefahren für Mensch und Natur", sagt Rupprechter.

Jetzt sind weiterführende Untersuchungen angesagt, um die mechanischen Eigenschaften des Nanowebs und seiner Biokompatibilität zu bewerten, die Spezifität gegenüber komplexeren Schadstoffen zu beurteilen und Skalierbarkeit auf Industriestandards zu erreichen. Zudem will das Team untersuchen, wie sich diese Filtertechnologie auf andere Einsatzbereiche übertragen lässt. "Auch für den medizinischen Bereich könnte diese Technik sehr interessant sein", glaubt Rupprechter. "Bei der Dialyse etwa geht es ebenfalls darum, ganz bestimmte chemische Stoffe aus einer Flüssigkeit herauszufiltern."

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