Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Britische Wissenschaftler stellen die erste magnetische Seife der Welt her

25.01.2012
Ein Team der Universität Bristol hat durch Lösen von Eisen in einem flüssigen Tensid eine magnetisch steuerbare Seife hergestellt.

Diese Entdeckung könnte zur Herstellung von Reinigungsmitteln verwendet werden, die nach der Benutzung entfernt und zur Beseitigung von Ölverschmutzungen auf See eingesetzt werden können. Mit Hilfe von Neutronen wurde am Institut Laue-Langevin (ILL) nachgewiesen, dass die magnetischen Eigenschaften der Seife von winzigen eisenreichen Klumpen in der wässrigen Lösung herrühren.


Wirkung eines Handmagneten auf einen Tropfen Tensidlösung. Foto: Institut Laue-Langevin

Ein Team der Universität Bristol hat durch Lösen von Eisen in einem flüssigen Tensid eine magnetisch steuerbare Seife hergestellt. Diese Entdeckung könnte zur Herstellung von Reinigungsmitteln verwendet werden, die nach der Benutzung entfernt und zur Beseitigung von Ölverschmutzungen auf See eingesetzt werden können.

Wissenschaftler von der Universität Bristol haben eine aus eisenreichen, in Wasser gelösten Salzen bestehende Seife entwickelt, die auf Magnetfelder in Lösungen reagiert. Mit Hilfe von Neutronen wurde am Institut Laue-Langevin (ILL) nachgewiesen, dass die magnetischen Eigenschaften der Seife von winzigen eisenreichen Klumpen in der wässrigen Lösung herrühren. Diese Eigenschaft in einer voll wirksamen Seife könnte Bedenken gegen den Einsatz von Seifen zur Beseitigung von Ölverschmutzungen zerstreuen und industrielle Reinigungsprodukte revolutionieren.

Wissenschaftler suchen seit Langem nach Wegen, Seifen (oder Tenside, wie der in der Industrie verwendete Name ist) in einer Lösung zu steuern, um ihre Fähigkeit zu verbessern, Öle in Wasser aufzulösen und sie dann vom System zu entfernen. Das Team an der Universität Bristol arbeitete bereits früher an Seifen, die auf Licht, Kohlendioxid oder Änderungen des pH-Werts, der Temperatur oder des Drucks reagieren. Ihr jetziger, in der Zeitschrift Angewandte Chemie veröffentlichter Durchbruch ist die erste Seife weltweit, die auf ein Magnetfeld reagiert.

Eine Zeit lang hielt man ionische flüssige Tenside, meist bestehend aus Wasser mit bestimmten Übergangsmetallkomplexen (Schwermetalle wie Eisen, gebunden an Halogene wie Brom oder Chlor), für möglicherweise steuerbar durch Magnete. Aber stets stand dem die Annahme entgegen, dass ihre metallischen Zentren innerhalb der Lösung zu isoliert seien, was die langreichweitige Wechselwirkung verhindert, die für eine magnetische Aktivität notwendig ist.

Das Team in Bristol unter der Leitung von Professor Julian Eastoe stellte seine magnetische Seife durch Lösung von Eisen in einer Reihe von trägen Tensidmaterialien, bestehend aus Chlor- und Bromionen, her, sehr ähnlich zu denen in üblichen Mundwässern oder Weichspülern. Durch Zusatz von Eisen entstehen metallische Zentren in den Seifenpartikeln.

Zur Untersuchung ihrer Eigenschaften schob das Team einen Magneten in ein Testrohr mit der neuen Seife, die unter einer organischen Lösung mit geringerer Dichte lag. Nach Einführung des Magneten überwand die eisenreiche Seife sowohl die Schwerkraft als auch die Oberflächenspannung zwischen Wasser und Öl, schwebte frei durch die organische Lösung, erreichte die Quelle der magnetischen Energie und bewies damit ihre magnetischen Eigenschaften.

Nachdem das Tensid entwickelt und seine magnetische Eigenschaft bewiesen war, nahm es das Team von Professor Eastoe mit ans Institut Laue Langevin. Dort, am weltweit führenden Zentrum für Neutronenforschung und Heimat der stärksten Neutronenquelle, sollte der wissenschaftliche Hintergrund der bemerkenswerten Eigenschaften untersucht werden.

Es ist bekannt, dass Tenside in Wasser winzige Klümpchen bilden (Mizellen genannte Teilchen). Wissenschaftler am ILL bestätigten durch Kleinwinkelneutronenstreuung (SANS – Small Angle Neutron Scattering), dass der Klumpen des eisenreichen Tensids für die magnetischen Eigenschaften verantwortlich war.

Dr. Isabelle Grillo, verantwortlich für die Chemielaboratorien am ILL: „Die Teilchen des Tensids in der Lösung sind klein und daher mit Licht kaum zu erkennen Mit SANS andererseits sind sie aber leicht zu entdecken Mit dieser Technik können wir Struktur und Verhalten jeglicher Materialien in Größenordnungen zwischen wenigen Nanometern und bis zu zig Mikrometer untersuchen.“

Die möglichen Anwendungen magnetischer Tenside sind vielfältig. Ihre Empfindlichkeit auf externe Stimuli ermöglicht durch einen einfachen magnetischen Ein-Aus-Schalter die Änderung einer Reihe von Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit, Schmelzpunkt, Größe und Gestalt von Anlagerungen und das leichte Lösungsvermögen in Wasser. Bisher können diese Faktoren, die für die effiziente Anwendung von Seifen in einer Vielzahl industrieller Umgebungen wichtig sind, nur durch Hinzufügen einer elektrischen Ladung oder einer Änderung des pH-Werts, der Temperatur oder des Drucks im System gesteuert werden. All diese Änderungen gestalten die Zusammensetzung des Systems irreversibel um; deren Beseitigung kostet Geld.

Seine magnetischen Eigenschaften vereinfachen das Zusammentreiben und Entfernen des Materials aus einem System, wenn es einmal ausgebracht worden ist Dies legt künftige Anwendungen besonders bei Umweltsäuberungsaktionen und Wasserbehandlungen nahe. Wissenschaftliche Experimente, die eine genaue Kontrolle von Flüssigkeitströpfchen erfordern, können durch Zugabe dieses Tensids und mit einem Magnetfeld ebenfalls vereinfacht werden.

Professor Julian Eastoe von der Universität Bristol: „Während die meisten Magnete aus Metallen bestehen, sind diese flüssigen Tenside von einem rein wissenschaftlichen Standpunkt aus gesehen äußerst ungewöhnlich und machen sie so zu einer besonders interessanten Entdeckung. Aus einem kommerziellen Blickwinkel betrachtet, sind diese Flüssigkeiten für Haushaltsprodukte zwar noch nicht reif. Trotzdem kann der Nachweis, dass man magnetische Seifen entwickeln kann, künftig zur Nutzung desselben Phänomens in eher kommerziell interessanten Flüssigkeiten für eine Reihe von Anwendungen von Wasseraufbereitung bis zu industriellen Reinigungsprodukten führen.“

„Jedes System, das nur als Antwort auf einen externen, seine Zusammensetzung nicht beeinflussenden Stimulus reagiert, ist ein bedeutender Durchbruch, weil man Produkte herstellen kann, die nur reagieren, wenn sie sollen. Ferner erweitert die Möglichkeit, das Tensid nach dem Einsatz wieder entfernen zu können, die denkbaren Anwendungen in umweltsensiblen Bereichen wie zur Reinigung von Ölverschmutzung, bei der in der Vergangenheit Bedenken erhoben wurden“, bemerkt der nicht an dieser Forschung beteiligte Industriechemiker Peter Dowding.

Arno Laxy | idw
Weitere Informationen:
http://www.ill.eu/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Biologischer Lichtsensor in Aktion gefilmt
15.06.2018 | Paul Scherrer Institut (PSI)

nachricht Belohnung fürs Gehirn
15.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

Meteoriteneinschläge und Spektralfarben: HITS bei Explore Science 2018

11.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

EMAG auf der AMB: Hochproduktive Lösungen für die vernetzte Automotive-Produktion

15.06.2018 | Messenachrichten

AchemAsia 2019 in Shanghai

15.06.2018 | Messenachrichten

Dem Fettfinger zu Leibe rücken: Neuer Nanolack soll Antifingerprint-Oberflächen schaffen

15.06.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics