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Kein Durst mehr auf der Welt

in Aus der Welt der Wissenschaft 04.04.2017 19:29
von franzpeter | 9.156 Beiträge

Kein Durst mehr auf der Welt: ein Traum, der bisher in weiter Ferne schien. Wissenschaftler haben nun ein Sieb hergestellt, das Salz aus Meerwasser filtert. Ein teurer Wunderwerkstoff macht es möglich.



Millionen Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Gleichzeitig sind 70 Prozent der Erde von Meeren bedeckt - ein Widerspruch? Nicht unbedingt, denn salziges Meerwasser kann man nicht trinken. Bisherige Entsalzungsanlagen sind aber teuer und verbrauchen viel Energie.


Wissenschaftler der Universität Manchester haben jetzt ein Sieb entwickelt, das zuverlässig Salz aus Meerwasser herausfiltert und auf Graphen basiert. Graphene sind Kohlenstofflagen, die nur ein Atom dick sind. Gleichzeitig sind sie extrem hart und haben hervorragende Leitfähigkeiten - ein echter Wunderwerkstoff, für dessen Erforschung russische Wissenschaftler 2010 den Physik-Nobelpreis bekommen haben. Bisher war es jedoch schwierig, Membranen aus Graphen im großen Stil herzustellen.
Eine Million Mal kleiner als ein Millimeter
Die Lösung, die die britischen Forscher jetzt präsentieren: Sie nutzen ein chemisches Derivat namens Graphenoxid, das einfacher und günstiger zu erzeugen ist. "Graphenoxid lässt sich im Labor durch simple Oxidation herstellen", sagte Rahul Nair der BBC. Er hat an der Studie mitgearbeitet, die nun im Fachblatt "Nature Nanotechnology" erschienen ist. Wie eine Art Tinte oder Lösung könne Graphenoxid auf ein Substrat oder poröses Material aufgetragen werden, sodass eine dünne Membran entsteht.
Doch wie kommt das Wasser durch die harte Schicht aus Graphen? Durch Löcher, die winzig klein sein müssen, damit zwar Wasser hindurchpasst, nicht aber Salz. Genauer gesagt dürfen die Löcher nicht größer sein als ein Nanometer, das ist eine Million Mal kleiner als ein Millimeter.
Es bleibt noch einiges zu tun

Das ist jedoch nicht das einzige Problem. Kommen Membrane aus Graphenoxid in Kontakt mit Wasser, quellen sie auf. Kleinere Salze können so durch die Poren hindurchschlüpfen. Die Wissenschaftler konnten das Problem lösen, indem sie hauchdünne Wände aus Epoxidharz auf beide Seiten der Membran platzierten, die das Aufquellen verhindern. Epoxidharz wird auch als Beschichtung verwendet, beispielsweise bei Schiffen oder Stahlkonstruktionen.

Die entstandene durchlässige Membran hält Salzmoleküle zurück, aber lässt Wasser hindurch. "Es ist das erste Mal, dass wir die Größe der Poren in der Membran kontrollieren und so Wasser entsalzen konnten", so Nair.
Der nächste Schritt sei nun, die Membran bei Stoffen anzuwenden, die bereits auf dem Markt sind. Außerdem lässt sich Graphenoxid zwar billiger produzieren als Graphen, es ist aber trotzdem ein verhältnismäßig teurer Werkstoff. Noch ist auch nicht klar, wie lange die Membranen den ständigen Kontakt mit Meerwasser aushalten.
koe
Quelle: s.o.


Mit freundlichen Grüßen
franzpeter
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