Block-Polymere verwandeln Brühe in Trinkwasser

Juniorprofessor Phillip in seinem Labor.

Bild: nd.edu, William Phillip

Neuartige Kunststoffmembranen reinigen Wasser so gut, dass selbst aus einer chemikalienverseuchten Brühe hochwertiges Trinkwasser entsteht. Forscher an der University of Notre Dame und der Purdue University arbeiten mit sogenannten Block-Polymeren, das sind Kunststoffe, die aus kleinen Blöcken bestehen. Diese sind linear miteinander verkettet. Normale Kunststoffe ähneln dagegen Filz - die Monomere sind ineinander verschlungen.

Porengröße als Schlüssel

Die Porengröße und die Beschaffenheit der Porenwände lassen sich bei Block-Polymeren so gestalten, dass selbst gelöste Chemikalien zurückgehalten werden. Daran scheitern normale Kunststofffilter. Sie entfernen zwar Feststoffe und sogar Keime, die Krankheiten auslösen können. Salz und andere gelöste Chemikalien flutschen dagegen durch.

Die Blöcke und damit die Abstände zwischen ihnen organisieren sich selbst. Dieser Prozess lässt sich allerdings durch die Randbedingungen bei der Produktion beeinflussen. William Phillip, Juniorprofessor für chemisches und biomolekulares Engineering in Notre Dame, und sein Team sind in der Lage, die Block-Polymere so zu designen, dass sie optimal an das zu reinigende Wasser angepasst sind.

Dezentrale Wasserversorgung

"Die meisten Membranen sind so konstruiert, dass sie Wasser durchlassen und Verunreinigungen stoppen", sagt Phillip. "Sie sind jedoch ungeeignet für die Fernhaltung oder Wiedergewinnung von gelösten Chemikalien." Das Aufregende bei den Block-Polymeren, die sich selbst organisieren, sei die Tatsache, dass man die Nanostruktur und die Eigenschaften der Porenwände durch die Formgebung der Polymerblöcke beeinflussen könne. "Diese Eigenschaften lassen sich für neuartige Separationstechniken nutzen", so Phillip.

Die Wasserversorgung könnte dann dezentralisiert werden, weil sich Abwässer jedweder Art als Basis für die Herstellung von Trinkwasser verwenden ließen. Eine industrielle Produktionstechnik müsste aber noch entwickelt werden. Laut UN-Angaben leiden weltweit 1,9 Mrd. Menschen unter Trinkwassermangel. Weitere 2,1 Mrd. haben keinen Zugang zu sauberem Wasser. Aus diesem Grund ist es extrem wichtig, neue Zugänge zu sauberem Trinkwasser zu finden - und das umso mehr, als der Klimawandel das Problem noch verschärfen wird.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens