q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Festes Aqua-Material für die Wasserreinigung

Dekontamination von Wasser mit einer robusten Membran aus zwei sich synergistisch ergänzenden Komponenten

© Wiley-VCH

20.01.2017: Membranen für die Wasserreinigung müssen neben ihrer Filterfunktion auch hohen Drücken standhalten. Können Aqua-Materialien, die hauptsächlich aus Wasser bestehen, für derart anspruchsvolle Anwendungen fest genug gemacht werden? Israelische Wissenschaftler berichten, dass ein supramolekulares Aqua-Material als nachhaltige Membran für die Wasserreinigung bei hohen Drücken eingesetzt werden kann.

Ein polymeres Netzwerk aus kovalenten Bindungen sorgt im Allgemeinen bei Membranen für die Festigkeit. Allerdings sind polymere Membranen häufig schwer zu reinigen und zu recyclen, während einfache Fertigung, Reinigung und Recycling die Membranen besonders nachhaltig machen. Supramolekulare Systeme erfüllen im Prinzip viele Nachhaltigkeitsanforderungen, sind aber meist nicht fest genug. Die Arbeitsgruppe von Boris Rybtchinski vom Weizmann-Institut (Israel) hat in einer Zusammenarbeit mit der BASF eine Hybridmembran durch Selbstorganisation von zwei synergistischen Komponenten hergestellt, die den Anforderungen der industriellen Wasserreinigung hervorragend entsprechen.

Eine der Komponenten ist Nafion, ein Sulfonatgruppen enthaltender Polyelektrolyt mit Teflon-ähnlicher Vernetzungsstruktur, der als guter Ionenaustauscher bekannt ist. Die andere Komponente ist ein nichtkovalentes "PP2b"-Netzwerk, das zum Aufbau von Membranen auf Wasserbasis verwendet werden kann. Solche Membranen haben Filtereigenschaften, besitzen aber nicht die Festigkeit von Aqua-Kunststoffen: bioinspirierten selbstorganisierenden Materialien, die Wasser als Hauptbestandteil haben und dennoch so fest wie normaler Kunststoff sein können. Rybtchinski und seine Kollegen verknüpften beide Materialien durch Abscheidung von kolloidalem Nafion auf einer PP2b-Schicht und beobachteten eine sehr vorteilhafte gegenseitige Verbesserung der Eigenschaften: "In Summe bildete sich ein Hydrogel-artiges Material mit dem 3D-Netzwerk von Nafion und einer stark verdichteten PP2b-Schicht", erklärten sie.

Durch mechanische Kompression, hydrophobe Wechselwirkungen und osmotischem Druck bildete sich eine dichte Hybridstruktur als Membran. Die Wissenschaftler testeten diese Membran auf ihre Fähigkeit zur Entfernung von Schwermetallen und organischen Molekülen wie Farbstoffen und Arzneimitteln aus kontaminiertem Wasser. Die hohe Effektivität der Hybridmembran bei beiden Anwendung begründeten die Autoren so: "Die Nafion-Schicht dient als Membran mit Ionenaustauscher-Eigenschaften, während die Verdichtung von PP2b wohl bei der größenselektiven Filtrierung eine Rolle spielt."

Die Hybridmembran überstand hohen Druck und ließ sich für die Reinigung und das Recycling leicht wieder in seine Bestandteile zerlegen. Diese synergistischen nützlichen Eigenschaften, die durch Selbstorganisation von zwei sich gegenseitig ergänzenden Materialien gewonnen wurden, machen die nachhaltige Hybridmembran zu einem guten Kandidaten auch für herausfordernde großformatige Anwendungen.

Originalveröffentlichung:
Boris Rybtchinski et al.; "Robuste “Aqua-Materialien”: eine druckstabile, selbstorganisierte Membran zur Wasserreinigung"; Angewandte Chemie; 18 January 2017
Cohen, E., Weissman, H., Shimoni, E., Kaplan-Ashiri, I., Werle, K., Wohlleben, W. and Rybtchinski, B.; "Robust Aqua Material: A Pressure‐Resistant Self‐Assembled Membrane for Water Purification"; Angew. Chem. Int. Ed.; 2017

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Weizmann Institute…
  • BASF
  • Hybridmaterialien

Mehr über Weizmann Institute of Science

  • News

    Lebende Cyanobakterien-Elektrode stellt effizient Strom her

    Eine mit lebenden Cyanobakterien beschichtete Elektrode eignet sich, um lichtgetrieben und effizient Strom zu produzieren. Das berichtet ein deutsch-israelisches Forscherteam in der Zeitschrift „Nature Communications“. Im Gegensatz zu früheren Studien mussten die Wissenschaftler zu ihrem Sy ... mehr

    DNA-Domino auf einem Chip

    Normalerweise stoßen sich einzelne Moleküle des Erbmaterials gegenseitig ab. Ist jedoch wenig Platz, müssen die DNA-Moleküle dichter gepackt werden. In Spermien, im Zellkern und in der Protein-Hülle eines Virus ist dies der Fall. Einem internationalen Physiker-Team ist es nun gelungen, dies ... mehr

    Haltbarkeit günstiger Solarzellen verbessert

    Die Stabilität eines sehr leistungsfähigen und günstigen Ausgangsmaterials für Solarzellen konnte wesentlich gesteigert werden. Die Materialmanipulationen, die das ermöglichen, wurden in einem vom Wissenschaftsfonds FWF unterstützten internationalen Projekt mitentwickelt. Bleihaltige Perows ... mehr

Mehr über Angewandte Chemie

  • News

    Goldkugel im goldenen Käfig

    Forschern ist es gelungen, eine winzige Struktur aus 32 Goldatomen zu synthetisieren. Dieser Nanocluster hat einen Kern aus 12 Goldatomen, der von einer Schale aus 20 Goldatomen umhüllt ist. Wie die Wissenschaftler in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert die besondere Stabil ... mehr

    Kopieren leicht gemacht: Eine universelle isotherme Methode zur Amplifikation von DNA

    Ob ein Täter anhand von DNA-Spuren entlarvt oder ein Krankheitserreger diagnostiziert, ob ein paläontologischer Fund zugeordnet oder eine Vaterschaft geklärt werden soll – eine Vervielfältigung von Nukleinsäuren (Amplifizierung) ist unabdingbar. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen ... mehr

    Aus dem Meer ins Labor

    Das Meer und seine riesige Zahl und Vielfalt an Lebewesen sind ein noch weitgehend unerforschter Fundus für Naturstoffe, die Ausgangspunkt für neue wirksame Pharmaka sein können, wie die Antitumormittel Trabectedin und Lurbinectidin. Aufgrund der nur sehr geringen Mengen, die aus Meeresorga ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:



Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.