Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durchschlupf für Moleküle: Geesthachter Polymerforscher entwickeln doppelt schaltbare Membran

27.02.2013
Arzneimittelrückstände im Wasser können Menschen gefährlich werden. Da diese Moleküle wasserlöslich sind, werden sie seit einigen Jahren verstärkt im Grundwasser nachgewiesen. Aufgrund der Winzigkeit dieser Spurenstoffe ist eine Filtration oft schwierig. Mit neuen Membranen der Polymerforscher des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) könnten die Spurenstoffe aus dem Wasser entfernt werden.
Mit den neu entwickelten zweifach-schaltbaren Membranen könnte es zukünftig möglich sein, je nach Porengröße unterschiedliche Biomoleküle, zum Beispiel Hormone, Eiweiße oder Nukleinsäuren (DNA) zu filtrieren. Somit bietet sich neben der Wasserreinigung ein weiterer möglicher Einsatz im medizinischen Bereich an, zum Beispiel für Blutwäsche.

Dr. Juliana Clodt, Wissenschaftlerin am Institut für Polymerforschung am HZG in Geesthacht, erklärt das Prinzip: „Die Membranen sind in der Lage, sowohl durch Temperaturunterschied als auch durch Veränderung des pH-Wertes ihre Poren zu verkleinern und wieder zu öffnen.“
Da man die Porengröße auch während der Filtration steuern kann, sind fraktionierte Filtrationen denkbar, bei denen zunächst die kleinsten und dann immer größere Moleküle durch die Membran gelassen werden. Die winzigen Poren haben einen Durchmesser im Bereich von rund 20 bis 30 Nanometern. Zum Vergleich: Ein Haar hat etwa 50 Mikrometer Durchmesser, das entspricht 50.000 Nanometern. Derzeit erforscht Dr. Juliana Clodt in weiteren Experimenten auf welche Größe die Poren gezielt eingestellt werden können.

Für die Herstellung dieser sogenannten Blockcopolymer-Membranen beschichteten die Wissenschaftler die ebenfalls im Institut für Polymerforschung entwickelten pH-sensiblen Ausgangsmembranen zunächst mit einer Art Kleber, dem Polydopamin. Dieser Kleber ist chemisch gesehen vergleichbar mit dem Stoff, mit dem Muscheln unter Wasser an Steinen haften. Polydopamin wird in der Oberflächenforschung häufig als Zwischenschicht verwendet.

Die Membran mit den circa 30 Nanometer kleinen Poren. Foto: HZG/ J.Clodt

Durch eine chemische Reaktion wird ein weiteres Polymer auf den Kleber gebracht, das auf Temperatur reagiert. Im Kalten, im Temperaturbereich unter 25 Grad Celsius, liegt das Polymer aufgequollen vor. Im Warmen, ab etwa 35 Grad Celsius, schrumpft es und die Poren öffnen sich. Somit erhält man eine Membran, die auf zwei verschiedene Arten schaltbar ist.

Die Forschung wurde im Rahmen des EU-Projekts SELFMEM (Self-Assembled Polymer Membranes) unter der Leitung von Prof. Dr. Volker Abetz, Leiter des Instituts für Polymerforschung in Geesthacht, durchgeführt. Das EU-Projekt wurde erst kürzlich erfolgreich abgeschlossen.

Die Herstellungsmethode wurde bereits zum Patent angemeldet und in einer internationalen Fachzeitschrift veröffentlicht.

DOI:10.1002/adfm.201202015 Clodt, J. I.; Filiz, V.; Rangou, S.; Buhr, K.; Abetz, C.; Höche, D.; Hahn, J.; Jung, A.; Abetz, V., Double Stimuli-Responsive Isoporous Membranes via Post-Modification of pH-Sensitive Self-Assembled Diblock Copolymer Membranes. Advanced Functional Materials 2013, 23 (6), 731-738.

Dr. Torsten Fischer | Helmholtz-Zentrum
Weitere Informationen:
http://www.hzg.de/
http://www.hzg.de/public_relations/press_releases/036542/index_0036542.html.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

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

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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