Gesundheit

SENT: Nano-Wasserfilter entfernt über 99 Prozent aller Schwermetalle

Das neue Nano-Filtermaterial SENT dient der Trinkwasserreinigung in abgelegenen Gegenden und lässt sich nach dem Gebrauch einfach auswaschen.

Indisches Grundwasser ist oft durch Schwermetalle aus unsachgemäß entsorgten Elektrogeräten belastet, wie Perry Alagappan auf einer Reise feststellen musste. Um eine Lösung für dieses Problem zu finden, schloss sich der Schüler nach seiner Rückkehr einer Forschergruppe der Rice-Universität an. Gemeinsam entwickelten sie das Nanoröhren-Filtermaterial SENT (supported-epoxidized carbon nanotube), das über 99 Prozent aller getesteten Schwermetallpartikel aus Wasser entfernte. Mit nur einem Gramm des Stoffs lassen sich 83.000 Liter Wasser so aufbereiten, dass sie den Standards der Weltgesundheitsorganisation genügen.

Dies funktioniert mittels Kohlenstoff-Nanoröhren, die die Forscher auf Quarzwollfasern züchteten und durch eine Säurebehandlung absorptionsfähig gegenüber Metall-Ionen machten. Während Nanoröhrenfilter bislang auf Graphen basierten, das nach Aufnahme der Metallpartikel entsorgt werden musste, ist SENT wiederverwendbar. Denn es lässt sich mit gewöhnlichem Haushaltsessig auswaschen. „Diese Erfindung könnte enorme gesellschaftliche Auswirkungen haben, weil damit auch Dörfer in abgelegenen Entwicklungsregionen Wasser filtern können“, sagt Rice-Professor Andrew Barron.

SENT dient auch dem Umweltschutz

In einem Laborversuch reinigten die Wissenschaftler fünf Liter Wasser in weniger als einer Minute. Durch die folgende Essigbehandlung war SENT in nur 90 Sekunden wieder einsetzbar und behielt dabei fast 100 Prozent seiner Absorptionsfähigkeit. Ein erster Testeinsatz in Guatemala-Stadt zeigte zudem, dass das Filtermaterial auch unter natürlichen Bedingungen giftige Schwermetalle aus stark verschmutztem Wasser entfernen kann. Die herausgefilterten Partikel lassen sich in Feststoffe umwandeln und auf diese Weise wiederverwenden.

Die Quarzfasern von SENT binden giftige Schwermetalle aus Wasser.
Die Quarzfasern von SENT binden giftige Schwermetalle aus Wasser. Bild: Barron Research Group – Rice University

Neben der Trinkwasserherstellung in Weltgegenden ohne Strom könnte sich SENT auch dazu eigenen, nach Industrieunfällen Böden und Gewässer zu säubern. Im Rahmen eines EU-Projekts wollen die Wissenschaftler ihr Material so weiterentwickeln, dass es künftig Schmutzwasser aus stillgelegten Kohleminen filtern kann. Für seinen Forschungsbeitrag erhielt Perry Alagappan, der heute an der Standford-Universität studiert, den Umweltpreis der Intel International Science and Engineering Fair und den Stockholm Junior Water Prize. Auf beiden Veranstaltungen traf er junge Forscher, „deren Engagement mich dazu motiviert hat, die Gesellschaft durch Wissenschaft und Technik voranzubringen.“

 

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