CSIC-Forschern gelingt es mit Eisenoxid-Nanoblüten Mikroplastik aus dem Wasser zu entfernen

Forschungsmitarbeiter des spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) haben ein umweltfreundliches und energieeffizientes Verfahren zur Entfernung von Mikroplastik aus Kosmetika mittels Eisenoxid-Nanoblumen entwickelt. Die Wissenschaftler des Instituts für Materialwissenschaft in Madrid (ICMM-CSIC) sind die Urheber dieser Methode.

Das im Chemical Engineering Journal veröffentlichte Verfahren markiert einen Fortschritt in den Techniken zur Wasserdekontamination, indem es diese umweltfreundlicher und energieeffizienter gestaltet. “Aktuell werden in Abfallbehandlungsanlagen sehr makroökonomische und kostspielige Verfahren verwendet”, erläutert Álvaro Gallo-Córdova, Forscher am ICMM-CSIC und einer der Hauptautoren der Studie.

Die Forschung greift hier ein, indem sie auf der Nanometerskala (ein Millionstel Millimeter) mit Prozessen arbeitet, die “deutlich effizienter” sind. “Unsere Partikel werden durch umweltfreundliche Methoden hergestellt und sind zudem wiederverwendbar”, fügt der Wissenschaftler hinzu.

In dieser Studie kommen Eisenoxid-Nanopartikel in der Gestalt von Nanoblumen zum Einsatz. Eisenoxid ist ein magnetisches Material, das dank seiner großen Oberfläche zahlreiche Verunreinigungen gleichzeitig binden kann. „In der Form von Nanoblumen zeigen diese Partikel ein kooperatives magnetisches Verhalten. Das bedeutet, dass es sich um Mehrkernpartikel handelt, die gemeinsam wirken, um ihre magnetischen Eigenschaften zu verstärken und zu optimieren“, erklärt der Forscher.

Zweistufige Entnahme

Die Beseitigung von Mikroplastik mittels Nanoblüten vollzieht sich in zwei Phasen. Zuerst werden die Nanoblüten auf das Mikroplastik aufgebracht und daran fixiert. “So werden die Kunststoffe magnetisch und können mit einem Magneten aus dem Wasser entfernt werden”, erklärt Gallo-Córdova. “Das ist bereits ein bedeutender Fortschritt, doch unser Team strebte nach einer vollständigen Eliminierung.”

Ist das Mikroplastik einmal aus dem Wasser entfernt, wird es hydrolysiert, wobei die Nanoblumen freie Radikale erzeugen: “Diese Radikale sind hochreaktive Moleküle, die organische Verunreinigungen zersetzen.” “Nach dem Prozess bleiben nur CO2 und Wasser übrig, die zwar momentan als Abfall angesehen werden könnten, aber wiederverwertbar sind”, erläutert Gallo-Córdoba.

Zudem läuft der gesamte Vorgang bei niedrigen Temperaturen ab. “Die Nanoblüten werden durch magnetische Wechselfelder erhitzt, und diese Erwärmung genügt, um die Zersetzung der Schadstoffe zu bewirken, ohne das Wasser erhitzen zu müssen.”

Das führt zu einer doppelten Energieersparnis: Das Wasser muss nicht erwärmt und später nicht abgekühlt werden, bevor es der Natur zurückgegeben wird. “Wir beseitigen einen Schadstoff in einem einzigen Schritt, was schneller ist als bisherige Methoden. Das ist auf industrieller Ebene sehr interessant”, zeigt sich der Forscher erfreut.

“Diese Ergebnisse bedeuten einen beachtlichen Fortschritt”, ergänzt Puerto Morales, ebenfalls Forscher am ICMM-CSIC und Mitautor der Studie. “Wir haben die Herstellung dieser Nanopartikel auf Gramm-Maßstab hochskaliert und die Kosten halbiert, was bei größerer industrieller Skalierung zu erheblichen wirtschaftlichen Einsparungen führt”, fasst er zusammen.

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