Ein Forschungsteam der University of Bath hat eine erneuerbare, biobasierte Polymermembran entwickelt, die giftige per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) effektiv aus Wasser einfangen kann und damit neue Wege für eine nachhaltige Wasseraufbereitung eröffnet.
Diese biobasierte Polymermembran besteht aus Nanofasern, die hunderte Male dünner sind als ein menschliches Haar. Bei Wasserkontakt nehmen die Nanofasern Feuchtigkeit auf und quellen auf, wodurch sich ein engmaschiges Netzwerk bildet, das Schadstoffe schnell einfängt und zurückhält. Experimente zeigen, dass sie über 94 % der Perfluoroktansäure (PFOA) aus dem Wasser entfernen kann und ihre Leistung auch nach dem Waschen beibehält.
Dr. Xiang Ding, Postdoktorand am Centre for Applied Sustainable Innovation and Technology (iCAST) der University of Bath, erklärt: „Die Reaktion dieses Materials auf Wasser hat uns überrascht. Herkömmliche Nylonmaterialien verändern sich kaum, aber unsere biobasierten Nanofasern ordnen sich neu an und ziehen sich zusammen, wodurch sie hartnäckige PFAS-Schadstoffe effizient einfangen!“
Derzeitige Methoden zur Behandlung von PFAS-Verunreinigungen, wie der Abbau durch Elektrizität oder Mikroorganismen, sind oft kostspielig und schwer großflächig anzuwenden. Herkömmliche Materialien wie Aktivkohle oder Ionenaustauscherharze können PFAS zwar entfernen, müssen aber häufig ausgetauscht oder in aufwändigen Regenerationsprozessen behandelt werden. Im Gegensatz dazu kann diese biobasierte Polymermembran die Hälfte der PFOA innerhalb einer Stunde einfangen und durch Wärmebehandlung regeneriert werden, wobei bis zu 93 % ihrer Adsorptionskapazität wiederhergestellt werden, was eine Wiederverwendung ermöglicht.
Dr. Ding fügt hinzu: „Wir verwenden erneuerbare Furan-basierte Bausteine anstelle von fossilen Materialien und zeigen damit, dass eine hohe Leistung bei der PFAS-Entfernung mit einem nachhaltigen Polymerdesign kombiniert werden kann.“ Das Forschungsteam, zu dem auch Dr. Hannah Leese, Prof. Matthew Davidson und Dr. Carmelo Hedges gehören, plant, die Technologie für praktische Tests hochzuskalieren, ihre Anwendung auf andere PFAS-Chemikalien auszuweiten und den Regenerationsprozess zu optimieren.
Diese Forschung bietet eine praktische und zirkuläre Lösung zur Bekämpfung der PFAS-Verschmutzung und unterstützt die globalen Ziele für eine nachhaltige Wasseraufbereitung. Die Arbeit wurde durch den Research England Development Fund, einen Zuschuss des EPSRC Catalysis Hub und die University of Bath finanziert.
