Wiederverwertbare Gitter aus dem 3D-Drucker reinigen Wasser von Ewigkeitschemikalien
Die sogenannten Ewigkeitschemikalien kommen in diversen Produkten zum Einsatz, so etwa Papierbeschichtungen, Pfannen und Textilien. Die Gruppe der per- und polyfluorierten (PFAS) Chemikalien umfasst etwa 10.000 verschiedene Stoffe. Allerdings sind diese auch ein Problem für die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Forscher:innen aus Großbritannien haben nun ein Verfahren entwickelt, mit der diese Chemikalien aus Wasser entfernt werden können. Dabei kommt ein 3D-Druck-Verfahren zum Einsatz.
PFAS-Chemikalien bleiben Tausend Jahre in der Umwelt
Die PFAS-Chemikalien sind wasser- fett und schmutzabweisend. Sie sind außerdem sowohl chemisch als auch thermisch sehr stabil. Dies macht sie für die Verwendung in der Produktherstellung gut geeignet. Allerdings benötigen einige dieser Chemikalien bis zu 1.000 Jahre oder mehr, um sich zu zersetzen, was sie zu einer Umweltgefahr macht. Sie reichern sich im Trinkwasser und über dieses sowie über Lebensmittel auch im menschlichen Körper an. Laut der Europäischen Umweltagentur schädigen die PFAS sowie ihre Zerfallprodukte unter anderem die Leber, beeinträchtigen die Fruchtbarkeit und sind karzinogen.
Umso wichtiger ist es, dass die Chemikalien aus der Umwelt auch entfernt werden können. Forscher:innen aus Großbritannien haben nun eine Methode entwickelt, mit der etwa 75 Prozent der im Wasser vorhandenen Perfluoroctansäure (PFOA) aus Wasser entfernt werden kann. Diese Chemikalie gehört zu den PFAS und ist in der EU seit 2020 verboten.
Wiederverwertbare Monolithen reinigen das Wasser
Entwickelt wurde das Verfahren von Forscher:innen der Universität Bath. Bei der Methode kommen vier Zentimeter große, mehrlagige Gittertürmchen zum Einsatz, die im 3D-Drucker hergestellt werden. Die Wissenschaftler:innen bezeichnen diese Türmchen als Monolithen. Sie bestehen aus einem pastenähnlichen Material, das mit keramischen Indiumoxid versetzt wird.
Bei Kontakt mit Wasser, in dem sich PFOA befindet, verbindet sich dieses Indiumoxid quasi sofort mit der Chemikalie. Nach ungefähr drei Stunden im Wasser hat sich etwa die Hälfte des enthaltenen PFOA an die Gittertürmchen gebunden. Nach dem Einsatz können die Monolithen wiederaufbereitet und dann weiterverwendet werden. So kann die 75-prozentige Reinigungsquote erreicht werden.
Hinzu kommt, dass die Herstellung der Monolithen im 3D-Drucker relativ einfach ist. Der Prozess sei skalierbar, schreiben die Forscher:innen. „3D printing allows us to create objects with a high surface area, which is key to the process. Once the monoliths are ready you simply drop them into the water and let them do their work. It’s very exciting and something we are keen to develop further and see in use“, schreiben die Forscher:innen.
