Technologie

Materialforscher haben eine Supermembran entwickelt, die nur Wasser passieren lässt und alle anderen Stoffe abspaltet

An der University of Manchester hat ein Forscherteam um den Physik-Nobelpreisträger Andre Geim eine Spezialfolie aus Graphenoxid entwickelt, die Wasser von den verschiedensten Stoffen ohne Energieaufwand abspaltet. Während verschiedenste Gase und Flüssigkeiten zurückgehalten werden, lässt die „Supermembran“ Wasser nahezu ungehindert passieren. Das Geheimnis der Folie liegt in dem Wunderstoff Graphen, das dünnste Material der Welt. Es besteht aus einem 2-Dimensionalen Netz aus Kohlenstoffatomen mit der Dicke eines Atoms. Für die Erforschung des Zukunftsmaterials der Elektrotechnik und Elektronik erhielt Geim bereits 2010 den Physik-Nobelpreis. Für die neuartige Folie konstruierten die Forscher nun mikrometerdünne Membranen aus vielen aufeinandergeschichteten und überlappenden Graphenoxidblättern, zwischen denen Leerräume mit einigen Zehntel Nanometer Breite existieren. Dieses Netzwerk aus Poren verengt sich in wasserfreier Umgebung, wodurch die Membran undurchlässig wird. Allerdings sind die Poren groß genug, dass gerade eine monomolekulare Wasserschicht darin Platz hat. Diese werden dann durch hohe Kapillarkräfte rasch durch die feinen Kanäle gesaugt. Im Ergebnis kann Wasser die Abdeckfolien nahezu ungehindert passieren, während Stoffe wie Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Argon, Ethanol, Hexan, Aceton oder Propanol auch nach mehreren Tagen nicht hindurch gelassen wurden. Das Material könnte sich somit beispielsweise in der Wasseraufbereitung eignen, um Wasser hochselektiv aus Stoffgemischen zu entfernen und damit industrielle Abwässer energieeffizient aufzubereiten. Auch die Anwendung zur energiearmen Meerwasserentsalzung scheint realistisch.
(mb)

 

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