Mikronadeln reinigen ölverschmutztes Wasser
Als Vorbild dient der Kaktus: mit seinen Nadeln kann er winzige Wassertröpfchen aus der Luft einsammeln und somit ohne Regen überleben. Chinesische Wissenschaftler haben dieses Prinzip auf verdrecktes Wasser übertragen, in dem sich kleinste Öltröpfchen befanden. Mehr als 99 Prozent dieser im Wasser befindlichen Öltröpfchen konnten mit einer Art Netz aus feinsten, konisch zulaufenden Kunststoffnadeln eingesammelt werden. Diese sogenannte bionische Methode haben die Chinesen in der Fachzeitschrift “Nature Communications” veröffentlicht. Sie gehen davon aus, dass man mit dieser Methode beispielsweise das Meer nach einem Öl-Unfall säubern könnte.
Kaktus dient als Vorbild
© Priit Tammets / flickr.com
Lei Jiang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking erklärt: “Mikrometer kleine Öltröpfchen in Wasser verhalten sich ähnlich wie Wassertröpfchen in Luft.” Auf der Basis dieser Erkenntnis konstruierte Jiang zusammen mit seinen Kollegen künstliche “Kaktusnadeln” aus Kupfer und einen Siloxan-Kunststoff. Versuche haben gezeigt, dass sich im Wasser verteilte Millionstel Meter kleine Öltröpfchen an den konisch geformten Nadeln anlagerten. Auf der Oberfläche der Nadeln, die leicht aufgeraut ist, vereinigten sich die kleinen Tröpfchen nach und nach miteinander. Hatten diese eine bestimmte Größe erreicht, dann liefen die Tropfen zur Basis der Nadeln und konnten dort leicht abgepumpt werden. Bei zahlreichen Testläufen fand man die Idealgröße und die beste Verteilung der Mikronadeln, um schließlich soweit zu kommen, dass etwa 99 Prozent des Öls abgepumpt werden können.
Für diesen enorm hohen Wirkungsgrad sind zwei Faktoren vor allen Dingen verantwortlich: das Material und die Form der Nadeln. Kupfer und Siloxan-Kunststoff sind am besten geeignet und durch die konische Form können sich die Tröpfchen leichter am Fuße der Nadeln anlagern.
Winzige künstliche Kaktusnadeln aus Siloxan-Kunststoff sammeln kleinste Öltröpfchen aus Wasser auf.
© Lei Jiang et al
Wenn auch bis jetzt nur Labortests vorliegen, hat die Methode wohl eine vielversprechende Zukunft, denn alle bisher bekannten Säuberungsmöglichkeiten bei Ölkatastrophen haben einen deutlich schlechteren Wirkungsgrad. Die gleiche Methode ist auch geeignet für die Trennung von Wasser und organischen Lösungsmitteln beziehungsweise von flüssigen Silikonverbindungen.
Eine Reinigungsmethode für verschmutztes Wasser, der Natur abgeguckt. Man darf gespannt die weitere Entwicklung abwarten. :-)
Quellen: nature.com; wissenschaft-aktuell.de
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