EPFL: Ein Schwamm für Wasser ohne Chrom
Auch heute noch kontaminiert sechswertiges Chrom Wasserquellen auf der ganzen Welt. Es ist krebserregend und auch sonst äusserst gesundheitsschädlich, insbesondere beim Einatmen oder Verschlucken. Chemiker der ETH Lausanne (EPFL) haben einen Schwamm entwickelt, der den hochgiftigen Stoff aus dem Wasser zieht.
Quelle: BXXXD, eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Wikimedia.org
Gefährlicher Stoff: sechswertiges Chrom.
Bei dem Schwamm handelt es sich um eine Verbindungen, die metallorganische Gerüst oder MOF (metal-organic frameworks) genannt und von organischen Molekülen zusammengehalten werden. Sie sehen aus wie kleine farbige Pellets, sind porös wie ein Schwamm und funktionieren auch sie. Zudem lässt sich die Grösse der Poren bei der Herstellung exakt bestimmen.
Ein Fussbalfeld im Innern
„Die Entwicklung von energieeffizienten Prozessen zur schnellen Entfernung von Verunreinigungen im Wasser spielt eine bedeutende Rolle in unseren Bemühungen, die Gesundheit der Menschen und die Umwelt zu schützen“, erklärt dazu die Forschungsleiterin Wendy Queen von der EPFL.
Wegen ihrer Porosität haben MOF im Vergleich zur ihrer Grösse eine gigantische Oberfläche: Ein Gramm kommt laut den Wissenschaftlern auf die Grösse eines Fussballfeldes. Die Substanzen, die der Schwamm aus dem Wasser oder einem anderen Lösungsmittel zieht, gelangen durch die Poren in das Innere des Schwamms, wo sie festgehalten werden.
Günstig in der Herstellung
Quelle: EPFL
Kleine Schwämme, die es in sich haben: Sie können Wasser von Chrom befreien.
Quelle: EPFL
Kleine Schwämme, die es in sich haben: Sie können Wasser von Chrom befreien.
Quelle: EPFL
Kleine Schwämme, die es in sich haben: Sie können Wasser von Chrom befreien.
Quelle: EPFL
Kleine Schwämme, die es in sich haben: Sie können Wasser von Chrom befreien.
Quelle: EPFL
Kleine Schwämme, die es in sich haben: Sie können Wasser von Chrom befreien.
Das Team hat bereits früher gezeigt, dass es möglich ist, gelöste Stoffe mit MOF herauszufiltern. Dies gilt zum Beispiel für Gold, Quecksilber oder Blei. Dies ist jetzt nun auch mit dem hochgiftigen, sechswertigem Chrom gelungen: So kann ein Gramm des neuartigen Schwamms kann 208 Milligramm Chrom aufnehmen. Wenn man den gesättigten Schwamm mit Licht bestrahlt, verwandelt sich das sechswertige Chrom in nahezu ungefährliches dreiwertiges Chrom. Bei Gold ist die Ausbeute zum Beispiel einiges grösser: Ein Gramm MOF bindet ein Gramm des Edelmetalls.
Die Herstellung von einem Kilogramm Schwamms kostet rund 15 Franken. Er wird in kleinen Teilen ins verseuchte Wasser gegeben und herumgeschleudert. Dabei nimmt er die Giftstoffe auf. Im einem nächsten Schritt wollen die Chemiker der EPFL das Verfahren so modifizieren, dass es auch ausserhalb des Labors eingesetzt werden kann. (mai/mgtr)
