Anti-Fouling: Mineral trennt Öl und Wasser
Forscher nutzen Graphen-Struktur als Vorbild zur Entwicklung einer neuen Vermiculit-Membran
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Vermiculit-Membran lässt Öltropfen nicht passieren (Foto: manchester.ac.uk) |
Manchester (pte004/28.02.2020/06:15) Das seltene natürliche Mineral Vermiculit aus der Familie der Silikate verhindert sogenanntes Fouling, wenn es in zweidimensionaler Form in eine Membran zur effektiven Trennung von beispielsweise Öl und Wasser eingebaut wird. Entdeckt haben das Forscher an der University of Manchester http://manchester.ac.uk .
2D-Gebilde von Vorteil
Zweidimensionales Vermikulit bedeutet, dass das Material nur so hoch wie ein einziges seiner Moleküle ist. Vorbild ist Graphen, das aus bienenwabenförmig angeordneten Kohlenstoffatomen besteht - ein Grund, warum zu den Beteiligten das an der Hochschule angesiedelte National Graphene Institut http://graphene.manchester.ac.uk gehört.
Fouling lässt sich dank einer besser benetzbaren, ölabweisenden Membran verhindern. Das haben viele Forscher versucht, indem sie die Oberflächen der Membran chemisch bearbeiteten. Der Erfolg stellte sich auch ein, doch das Fouling wurde nur verlangsamt. Bei Vermiculit-Membranen ist das anders. Sie bestehen aus mehreren übereinander liegenden zweidimensionalen Schichten.
Einfaches Umstellen möglich
Das Mineral Vermiculit lässt sich von superwasserabweisend auf wasserabweisend umstellen, indem die Kationen auf der Oberfläche und zwischen den einzelnen Lagen augestauscht werden. Öl haftete im Labor der Forscher an einer solchen Membran 40 Mal schwächer als an einer unbehandelten. Wasser kann die Membran ungehindert passieren, während das Öl, wenn es von oben kommt, abprallt wie ein Ball von einer Wand.
Das Anwendungsspektrum ist groß. Folien dieser Art lassen sich beispielsweise bei der Wasseraufbereitung einsetzen. Öl, das etwa in eine Kläranlage gelangt, macht die Reinigung erheblich schwieriger. Sie könnten auch in Fettabscheidern genutzt werden, etwa um Küchenabwässer oder diejenigen einer Autowaschanlage zu behandeln.
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