Platzende Plastikblasen für bessere Wasserfilter

"Osmotischer Schock" kann die Produktion vielseitiger Nanostrukturen vereinfachen.

Nanoporöses Material

Nanoporöses Material

Cambridge (Großbritannien) - Je feiner die Poren in einer Membran sind, desto gründlicher können damit Gifte und Schwermetalle aus belastetem Trinkwasser entfernt werden. Solche Filter mit millionstel Millimeter kleinen Nanoporen konnten Forscher nun mit einem völlig neuen Verfahren in ihrem Labor herstellen. Dazu ließen sie Essigsäure in ein geschichtetes Kunststoffmaterial einsickern. Das führte in winzigen Kapseln zu einem erhöhten osmotischen Druck, wodurch diese schließlich platzten. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Nature Materials" berichten, entstand so eine nanoporöse Membran, die sowohl als Trinkwasserfilter als auch als Grundlage für hochsensible Sensoren taugte.

"Wir hoffen, dass man damit auch Meerwasser entsalzen und trinkbar machen kann", sagt Easan Sivaniah vom Cavendish Laboratory der University of Cambridge in Großbritannien. Für die Herstellung ihrer nanoporösen Membran schichteten sie hauchdünne Kunststofffolien aus Polystyrol übereinander. Zwischen diese Folien setzten sie kleine Kügelchen aus einem Acryl-Polymer (PMMA). Darauf tauchten sie dieses Plastik-Sandwich in Essigsäure. Die Flüssigkeit wanderte dabei selektiv in die Plastikkügelchen hinein. In diesen stieg dadurch der innere, osmotische Druck so sehr an, dass sie schließlich platzten und zahlreiche Nanoporen in das Material rissen.

Dieser sogenannte osmotische Schock eignet sich für eine günstige und schnelle Produktion von nanoporösen Materialien. Andere Methoden, die beispielweise die lithografischen Verfahren von Chipherstellern nutzen, schaffen das zwar auch, sind jedoch deutlich aufwendiger und teurer. Erste Versuche mit der Nanoporen-Folie zeigten, dass bereits winzige Mengen an Farbstoffen aus einer Wasserprobe gefiltert werden konnten.

Doch mit ihren Nano-Membranen haben die Forscher nicht nur Wasserfilter im Blick. Durch die filigranen Strukturen, die die platzenden Plastikblasen in das Material reißen können, sind auch Anwendungen für die Herstellung von optischen Bauteilen, sogenannten photonischen Kristallen, oder extrem sensiblen Sensoren vorstellbar.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/materie/news/2011/platzende-plastikblasen-fuer-bessere-wasserfilter/