Tägliches Trinkwasser für kleine ländliche Gemeinden
Wasserknappheit hat sich an vielen Orten der Erde zu einem immer dringenderen Problem entwickelt. Die sukzessive Verschmutzung von Süßwasserressourcen führt sogar in Ländern, in denen diese Probleme bisher unbekannt waren, zu steigenden Bedenken. Intensive Forschungsarbeiten haben die wichtige Rollen von Nanomaterialien bei der Desinfektion von Wasser mithilfe von Sonnenenergie hervorgehoben. Die AQUACAT-Projektpartner haben einen Verbund aus Parabolspiegeln eingesetzt, um die Sonnenstrahlung auf einen transparenten Träger zu konzentrieren, der mit verunreinigtem Wasser gefüllt ist. Bei der Interaktion von Sonnenlicht mit suspendierten Halbleiter-Nanopartikeln entstehen stark oxidative Partikel, die Mikroorganismen im Wasser inaktivieren und toxische Verbindungen schwächen können. Die Kombination aus Sonnenlicht und fotochemisch aktiven Materialien wurde im Rahmen des AQUACAT-Projektes als vielversprechende Option für ländliche Gemeinden in weniger begünstigten Ländern untersucht. Eine Herausforderung war die Bestimmung des optimalen Systems für die Fotosensibilisierung zur Herstellung molekularen Singulett-Sauerstoffs sowie einer attraktiven Alternative für den weit verbreiteten Einsatz von Chlor. Forscher an der Universidad Complutense de Madrid in Spanien haben sich für Methylenblau als Fotosensibilisator entschieden. Dieser wasserlösliche Farbstoff absorbiert Licht sowohl im UV- als auch im sichtbaren Bereich. Zudem kann er dank seiner kationischen Zusammensetzung problemlos in Nafion®-Polymerfilme integriert werden. Mit Methylenblau gefärbte Nafion®-Polymerfilme haben sich als äußerst durchlässig für molekularen Singulett-Sauerstoff sowie als beständig gegen Fotoabbau bei intensivem Licht erwiesen. Sie könnten somit als Referenzsystem für die Messung der Produktion von molekularem Singulett-Sauerstoff verwendet werden. Die ermittelten Ergebnisse wurden mit der Herstellung von molekularem Singulett-Sauerstoff mit Methylenblau und Ruthenium (II) Tris(2,2'-Bipyridin) in Methylzyanidlösung und Methylenblau in durch Methanol aufgequollenen Nafion®-Filmen verglichen. Eine Methode für die definierte Herstellung von molekularem Singulett-Sauerstoff wäre von immensem Nutzen für das AQUACAT-Projekt. Für das Erreichen dieses Ziels wurden weitere Forschungsarbeiten geplant, um die Charakterisierung bei der Herstellung molekularen Singulett-Sauerstoffs mithilfe lichtundurchlässiger polymerbasierter Fotosensibilisatoren zu verbessern.
