Ölfilterndes Nanomaterial als Rettung der Weltmeere?

von Christian Bosse · 30. April 2015

Immer wieder kommt es zu großen Umweltkatastrophen aufgrund von Ölverschmutzungen auf den Weltmeeren. Forscherteam der Ohio State University hat nun im Bereich der Materialforschung eine Lösung erarbeitet, wonach sie ohne den Einsatz von Chemikalien Ölpartikel von Wasser trennen können. Möglich wird dies durch Nanopartikel. Eine mit ihnen beschichtete dichte Stahlwolle zeigte die Eigenschaft wasserdurchlässig zu sein, Öl aber abzustoßen. Diese unscheinbare Stück Edelstahlgewebe sieht zwar nicht aus wie eine sehr große Sache, könnte aber einen großen Unterschied für zukünftige Umweltaufräumarbeiten ausmachen und eine zentrale Rolle im Umweltschutz einnehmen.

Vorführung der Fähigkeiten der mit Nanopartikeln beschichteten Stahlwolle

Die Funktionalität der mit Nanopartikel beschichteten Stahlwolle belegten Tests in den Laboren der Ohio State University. Dabei gossen Forscher ein Öl-Wasser-Gemisch auf das Netz. Das blau gefärbte Wasser floss in den Versuchen filtriert durch die nahezu unsichtbar ölabweisende Beschichtung auf der Oberfläche des Stahlwolle-Netzes in ein darunter stehendes Becherglas, während sich das rot gefärbte Öl auf der Oberseite der Maschen sammelte. Letzten Endes konnte das herausfiltrierte Öl auf diese Weise leicht in ein separates Becherglas abgeschüttet und dort gesammelt werden.

Die ölabweisende Beschichtung ist dabei nur eine Entwicklung an der Ohio State in einer Reihe von verschiedenen, von der Natur inspirierten Nanotechnologien. Als Vorbild für die hier vorgestellte ölabweisende Oberfläche dienten die Lotusblätter, die aufgrund ihrer rauen Oberfläche wasserabweisende Eigenschaften besitzen. Nun galt es eine Beschichtung zu entwickeln, die anstatt wasser- nun ölabweisend ist.

Prof. Bharat Bhushan, Philip Brown und Dave Maharaj bei der Vorführung des Materials

Dies haben die Forscher Bharat Bhushan und Philip Brown dadurch erreicht, dass sie eine ebenfalls raue Oberfläche mit einem Polymer beschichteten, das Tenside – sogenante Surfactants – enthält. Diese Tenside werden bereits seit Langem in Waschmitteln oder Seifen verwendet und sollen wie alle anderen verwendeten Stoffe ungiftig für Mensch und Natur sein. Sie versprüht einen feinen Staub von Quarz-Nanopartikel auf das Edelstahlgewebe, um eine nach dem Zufallsprinzip unebene Oberfläche zu schaffen, wobei das das Polymer und das Tensid an der Spitze überlagert wurden.

Bisher haben die Forscher der Ohio State University nur kleine Stücke von diesem beschichteten Gewebe für Versuchszwecke hergestellt. Aber da die verwendeten Materialien nach eigener Aussage des Forscherteams allesamt günstig zu beschaffen sind, sollen größere Mengen der ölsammelnden Stahlwolle bereits für weniger als einen US-Dollar pro Quadratfuß hergestellt werden könnten. Eine durchaus positive Nachricht, wenn es um die Befreiung der Weltmeere von Ölteppichen geht. Wir können also gespannt sein, ob und wann das Material im Bereich Umweltschutz zum Einsatz kommt und welche weiteren Entwicklungen mit Nanopartikeln durch die Inspiration der Natur geschaffen werden können.

Vorführung der Fähigkeiten der mit Nanopartikeln beschichteten Stahlwolle

Genau daran arbeiten nun die Forscher der Ohio State University weiterhin, wie Bharat Bhushu in einer Pressemitteilung verrät: „We’ve studied so many natural surfaces, from leaves to butterfly wings and shark skin, to understand how nature solves certain problems. Now we want to go beyond what nature does, in order to solve new problems.”

Quelle und weiterführende Informationen: Pressemitteilung der Ohio State University