Schwamm saugt Wertstoffe aus dem Wasser
Verunreinigungen lassen sich dank Verfahren der Northwestern University gezielt wiederverwerten
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Schwämme: Hightech reinigt verunreinigtes Wasser hocheffizient (Foto: northwestern.edu) |
Evanston/Chicago (pte005/06.02.2025/06:15)
Mit Spezialschwämmen aus Kunststoff oder Zellulose entfernen Forscher der Northwestern University gezielt Schadstoffe aus Wasser. Ihre Plattform wird je nach Bedarf mit unterschiedlichen Nanopartikeln beschichtet, die jeweils einen bestimmten Schadstoff an sich binden. Der Schwamm kann beispielsweise für die Entfernung von Metall-Ionen wie Blei, Zink und Kupfer ausgelegt werden, für Mikroplastik oder Phosphate. Letztere stammen von landwirtschaftlich genutzten Feldern, die die Bauern mit übermäßig viel Dünger versorgt haben. Er fließt in Bäche, Flüsse, Binnenseen und letztlich oft ins Meer.
Bodenschätze schützen
Der innovative Schwamm wird regeneriert, indem er Flüssigkeiten mit bestimmten pH-Werten ausgesetzt wird, also mehr oder weniger starken Laugen oder Säuren. Die dabei freiwerdenden Wertstoffe lassen sich wiederverwenden, etwa als Dünger oder als metallischer Rohstoff. Da die Phosphat- und Metallvorräte in den Minen zur Neige gehen, wird dieser zweite Schritt immer wichtiger.
Bei der Suche nach einer Regenerationstechnik der Schwämme hat Doktorandin Kelly Matuszewski herausgefunden, dass durch die Senkung des pH-Werts Metalle vom Schwamm gelöst werden. Sobald Kupfer und Zink entfernt sind, erhöht sich der pH-Wert, wodurch Phosphat freigesetzt wird. Sie hat zudem festgestellt, dass der Schwamm auch nach fünf Zyklen des Sammelns und Entfernens von Mineralien noch genauso gut funktioniert wie am Anfang.
Öl einsammeln und mehr
"Der Schwamm kann als universelles Sorptionsmittel eingesetzt werden oder auf bestimmte Gruppen von Schadstoffen wie Metalle, Kunststoffe oder Nährstoffe zugeschnitten werden", so Chefentwickler Vinayak Dravid. Die Forscher starteten mit einem Schwamm aus Polyurethan, der mit einer Substanz beschichtet war, die Öl bindet und Wasser abstößt. Er war als Helfer bei Ölunfällen konzipiert.
Der neueste Schwamm besteht aus Zellulose, die von Natur aus Wasser anzieht. Das hochporöse Material ist mit Nanopartikeln beschichtet, die das angesaugte Wasser von Schadstoffen befreien. Mit dem Start-up Coral Innovations will Dravid das Schwammverfahren nun kommerzialisieren.
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