Die Nanokläranlage Fränkische Forscher reinigen Wasser mit „intelligentem“ Rost

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Rost sollte verschmutztes Wasser eigentlich noch mehr verunreinigen. Doch schüttet man Nanopartikel aus Eisenoxid hinein, stellt sich genau der gegenteilige Effekt ein. Und der ist ein richtiger Hoffnungsschimmer.

Dieser smarte Rost, der an der Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg aus der Taufe gehoben wurde, kann je nach Beschichtung der Partikel viele verschiedene Verunreinigungen im Wasser anziehen. Darunter etwa Öl, Nano- und Mikroplastik sowie das Herbizid Glyphosat, wie die Wissenschaftler betonen. Und es kommt noch besser! Denn weil die Nanopartikel magnetisch sind, können sie mit einem Magneten ganz einfach zusammen mit den gebundenen Schadstoffen aus dem Wasser entfernt werden. Der Nanorost ist auch noch ungiftig, günstig verfügbar und kann recycelt werden. Die Reinigungswirkung habe man in allen Fällen nachweisen können. Jetzt berichtet das Forschungsteam, dass sie die Partikel so verändert haben, dass sie sogar noch Östrogenhormone einfangen können, die potenziell schädlich für Wasserlebewesen sind. Ihre Ergebnisse haben die Forscher auf der Herbsttagung der American Chemical Society (ACS) vorgestellt.

Weg mit Mikroplastik, Ölresten und Herbiziden im Wasser

Seit vielen Jahren erforscht das Team aus Oberfranken umweltfreundliche Möglichkeiten, Schadstoffe aus Wasser zu entfernen. Als Grundmaterial dienen dabei eben Eisenoxid-Nanopartikel in superparamagnetischer Form. Das heißt, erklären die Forscher, sie werden zwar von Magneten angezogen, nicht aber untereinander, so dass die Partikel nicht verklumpen können.

Um sie dann „intelligent“ zu machen, entwickelte das Team eine Technik, um Phosphonsäuremoleküle an die Nanometer großen Rostkügelchen zu binden. Nachdem eine Schicht der Moleküle auf die Eisenoxidkerne aufgetragen ist, wirken sie wie Haare, die aus der Oberfläche dieser Partikel herausragen, beschreiben die Experten. Indem die FAU-Wissenschaftler dann ändern, was an der anderen Seite der Phosphonsäuren chemisch gebunden ist, können sie die Eigenschaften der Nanopartikel-Oberflächen so anpassen, dass sie verschiedene Arten von Schadstoffen stark adsorbieren. Es gab auch schon frühere Versionen des „intelligenten“ Eisenzerfallsprodukts. Diese fingen Rohöl aus Wasser aus dem Mittelmeer und Glyphosat aus Teichwasser ein, das man in der Nähe der Universität gesammelt hatte. Darüber hinaus zeigte sich, dass der smarte Rost eben auch Nano- und Mikroplastik entfernen kann, das Labor- und Flusswasserproben zugesetzt wurde.

Auch den verdächtigen Östrogenen geht es an den Kragen

Und wenn einige unserer körpereigenen Hormone ausgeschieden werden, werden sie auch ins Abwasser gespült und gelangen schließlich in die natürlichen Gewässer, heißt es weiter. Natürliche und synthetische Östrogene gehören dazu. Und die Hauptquellen dieser Schadstoffe sind Abfälle von Menschen und Nutztieren. Die Mengen an Östrogenen seien in der Umwelt sehr gering, weshalb sie nur schwer zu entfernen seien. Doch selbst diese winzigen Konzentrationen beeinflussten nachweislich den Stoffwechsel und die Fortpflanzung einiger Pflanzen und Tiere. Das Team begann zunächst mit Östradiol, um schließlich mit weiteren Hormonderivaten erfolgreich zu experimentieren. Wahrscheinlich, so glauben die Forscher, bilden sich auf dem smarten Rost quasi Milliarden von ultrakleinen Taschen, die die Schadstoffe aufnehmen. Das muss aber noch bestätigt werden.

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