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 Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält
22.05.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus
22.05.2017 | Friedrich-Schiller-Universität Jena

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: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Im Focus: Neuer Ionisationsweg in molekularem Wasserstoff identifiziert

„Wackelndes“ Molekül schüttelt Elektron ab

Wie reagiert molekularer Wasserstoff auf Beschuss mit intensiven ultrakurzen Laserpulsen? Forscher am Heidelberger MPI für Kernphysik haben neben bekannten...

Im Focus: Wafer-thin Magnetic Materials Developed for Future Quantum Technologies

Two-dimensional magnetic structures are regarded as a promising material for new types of data storage, since the magnetic properties of individual molecular building blocks can be investigated and modified. For the first time, researchers have now produced a wafer-thin ferrimagnet, in which molecules with different magnetic centers arrange themselves on a gold surface to form a checkerboard pattern. Scientists at the Swiss Nanoscience Institute at the University of Basel and the Paul Scherrer Institute published their findings in the journal Nature Communications.

Ferrimagnets are composed of two centers which are magnetized at different strengths and point in opposing directions. Two-dimensional, quasi-flat ferrimagnets...

Im Focus: XENON1T: Das empfindlichste „Auge“ für Dunkle Materie

Gemeinsame Meldung des MPI für Kernphysik Heidelberg, der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, der Johannes Gutenberg-Universität Mainz und der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster

„Das weltbeste Resultat zu Dunkler Materie – und wir stehen erst am Anfang!“ So freuen sich Wissenschaftler der XENON-Kollaboration über die ersten Ergebnisse...

Im Focus: World's thinnest hologram paves path to new 3-D world

Nano-hologram paves way for integration of 3-D holography into everyday electronics

An Australian-Chinese research team has created the world's thinnest hologram, paving the way towards the integration of 3D holography into everyday...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

14. Dortmunder MST-Konferenz zeigt individualisierte Gesundheitslösungen mit Mikro- und Nanotechnik

22.05.2017 | Veranstaltungen

Branchentreff für IT-Entscheider - Rittal Praxistage IT in Stuttgart und München

22.05.2017 | Veranstaltungen

Flugzeugreifen – Ähnlich wie PKW-/LKW-Reifen oder ganz verschieden?

22.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Myrte schaltet „Anstandsdame“ in Krebszellen aus

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

22.05.2017 | Physik Astronomie

Wie sich das Wasser in der Umgebung von gelösten Molekülen verhält

22.05.2017 | Biowissenschaften Chemie