Neue Materialien für den Kampf gegen Verschmutzung
Luft- und Wasserverschmutzung sind eine ernsthafte Bedrohung für die zukünftige Gesundheit des Planeten und seiner Bewohner. Die Entwicklung kostengünstiger und sicherer Materialien und Verfahren zur Reinigung von Luft und Wasser ist eine Priorität in der EU-Forschung. Die EU-finanzierte Initiative LIMPID (Nanocomposite materials for photocatalytic degradation of pollutants) entwickelte nanostrukturierte Materialien, die mithilfe von Sonnenlicht Schadstoffe abbauen. Diese als Photokatalysatoren bezeichneten Materialien können in Polymere, Membrane und Kügelchen integriert werden, um neue Werkzeuge zum Entfernen von Schadstoffen aus Luft und Wasser zu schaffen. Nanomaterialien mit dem Photokatalysator Titandioxid werden bereits in großem Umfang zur Umwandlung von organischen Schadstoffen wie Alkohole und Phenole in unschädliche Verbindungen verwendet. Allerdings wollte LIMPID ihren Wirkungsbereich und ihre Effizienz erhöhen, indem sie verschiedene Arten von photokatalytischen Nanopartikeln innerhalb eines Materials einarbeiten. Diese innovativen Materialien, die sowohl durch ultraviolettes als auch durch sichtbares Licht aktiviert werden, können dann zu selbstreinigenden Beschichtungen, Photomembranreaktoren oder bakteriziden Filmen verarbeitet werden. Da photokatalytische Nanopartikel die organische Matrix, in die sie eingebettet werden, zerstören können, verwendete LIMPID fluorierte und organisch-anorganische Hybridpolymere als neue Smart-Host-Materialien. Sobald Nanopartikel in diese Polymeren dispergiert werden, können sie nicht in Wasser oder Luft gelangen, was ihr Potenzial zur Verunreinigung der Umgebung einschränkt. Nach der Herstellung einer Reihe von Nanokomposit-Materialien bewerteten die Forscher, wie gut sie im Vergleich zu Standard-Reinigungstechniken funktionierten. Ihre Tests zeigten, dass die einzigartigen Eigenschaften der Nanomaterialien in den Fällen am nützlichsten sind, wo andere, billigere Reinigungsstrategien nicht funktioniert haben. Zum Beispiel sind Pharmazeutika, Körperpflegeprodukte und endokrin wirksame Substanzen besonders schwer aus dem Abwasser zu entfernen. In diesen Fällen könnten die neuen photokatalytischen Nanokomposit-Materialien von LIMPID verwendet werden, um alle nach der anfänglichen Abwasserbehandlung verbleibenden Toxine vollständig zu entfernen. Die Nano-Katalysatoren von LIMPID können auf Substrate wie Metalle, Fliesen und Glas aufgebracht werden, weshalb sie sich für eine Reihe von Anwendungen zur Beseitigung von Verschmutzungen eignen. Dazu gehören Beschichtungen für Gebäudefassaden, die Schadstoffe aus der Luft entfernen, und Textilien, die Bakterien wie Escherichia coli unschädlich machen.
