Für ein sicheres, sauberes Nass – Magnetische Nanopartikel mit ionischen Flüssigkeiten für die Wasseraufbereitung
Nanopartikel, die mit einer "ionischen Flüssigkeit" beschichtet sind, binden Kontaminationen wie Schwermetalle im Trinkwasser. Beladene Partikel lassen sich mit einem Magneten entfernen. (c) Wiley-VCH
Für ihren alternativen Ansatz verwenden die Forscher von der Universität Ulm, dem Helmholtz-Institut Ulm und der CISC-Universidad de Zaragoza (Spanien) um Carsten Streb, Robert Güttel und Scott G. Mitchell Nanopartikel mit einem Kern aus magnetischem Eisenoxid und einer Schale aus porösem Siliziumdioxid.
Auf ihrer Oberfläche wird eine Schicht einer sogenannten ionischen Flüssigkeit fest aufgebracht. Eine ionische Flüssigkeit ist ein Salz, das bereits bei Raumtemperatur geschmolzen vorliegt, also flüssig ist, ohne in einem Lösungsmittel gelöst zu sein.
Die verwendete ionische Flüssigkeit basiert auf Polyoxometallaten (POM) – Metallatomen, die über Sauerstoffatome zu einem dreidimensionalen Netzwerk verbrückt sind. Als Metall wählten die Forscher Wolfram, denn die entstehenden Polyoxowolframat-Anionen können Schwermetallionen binden. Als Gegenionen dienen voluminöse Tetraalkylammonium-Kationen mit antimikrobiellen Eigenschaften.
Die entstehenden ionischen Flüssigkeiten bilden stabile dünne Schichten („geträgerte ionische Flüssigphasen“) auf dem porösen Siliziumdioxid-Mantel der Nanopartikel. Die mit Kontaminationen beladenen Nanopartikel lassen sich dann auf einfache Weise durch einen Magneten aus dem Wasser entfernen.
Bei Labortests entfernten die Nanopartikel zuverlässig Blei-, Nickel-, Kupfer-, Chrom- und Kobaltionen sowie den Farbstoff Patentblau V als Modellsubstanz für aromatische Verunreinigungen.
Ebenso wurde das Wachstum verschiedener Bakterienarten effektiv gestoppt. Die Nanopartikel lagerten sich zudem an die Oberfläche von 1 µm bzw. 10 µm großen Polystyrolkügelchen – ein Modell für Mikroplastik – an, die sich auf diese Weise quantitativ entfernen ließen.
Durch ein weiteres Justieren der einzelnen Bestandteile könnte das Verbundmaterial weiter optimiert werden und die magnetischen Nanopartikel zu einem vielversprechenden Ausgangspunkt für zentrale und dezentrale Wasseraufbereitungssysteme machen. So würde eine einfache Reinigung größerer Wassermengen auch ohne umfangreiche Infrastruktur möglich.
Angewandte Chemie: Presseinfo 30/2019
Autor: Carsten Streb, Universität Ulm (Germany), http://www.strebgroup.net/
Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany
Media Contact
Weitere Informationen:
https://www.gdch.de/Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie
Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.
Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.
Neueste Beiträge
Selbstzerstörende Krebszellen: Durchbruch in der RNA-Forschung
Jülicher Wissenschaftler nutzen neuartige RNA-Technologie, um Tumore im Gehirn selektiv auszuschalten. Eine anpassbare Plattformtechnologie zur Zerstörung von Glioblastom-Krebszellen Mit einer speziellen RNA-Molekül-Technologie hat ein Team unter der Leitung von Jülicher…
Ausdauertraining: Wie es das Leben von Herzinsuffizienz-Patienten verbessert
Können Kraft- und Ausdauertraining für Patienten mit einer bestimmten Form von Herzinsuffizienz von Vorteil sein? Ein Forschungsteam aus Greifswald hat diese Frage zusammen mit sieben weiteren Forschungszentren in Deutschland untersucht….
Ein Weckruf zum Schutz der Haie im Mittelmeer vor dem Aussterben
Überfischung, illegaler Fischfang und der zunehmende Handel mit Haifleisch stellen laut einer neuen Studie erhebliche Bedrohungen für die mehr als 80 Hai- und Rochenarten dar, die im Mittelmeer leben. Aktuelle…