Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstentgiftende Filter

22.05.2015

Textilien mit Metallorganischer Gerüstsubstanz adsorbieren und zersetzen chemische Kampfstoffe

Luftfilter zum Schutz vor chemischen Kampfstoffen, etwa für Atemschutzmasken, basieren meist auf einer reinen Adsorption der Giftstoffe. Solche Filter haben nur eine begrenzte Aufnahmekapazität und einmal belastet können sie selbst zu einer gefährlichen Emissionsquelle werden.


Neuartige selbstentgiftende Filter auf Basis luftdurchlässiger Textilien, die mit speziellen katalytisch aktiven Metall-organischen Gerüststrukturen imprägniert sind, können Kampfmittel zersetzen.

(c) Wiley-VCH

Spanische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt einen neuen Ansatz für selbstentgiftende Filter vor, die Kampfmittel zersetzen können. Sie basieren auf luftdurchlässigen Textilien, die mit speziellen katalytisch aktiven Metall-organischen Gerüststrukturen imprägniert sind.

Herkömmliche Aktivkohlefilter haben den Nachteil, dass sie chemische Kampfstoffe zwar adsorbieren, aber nicht zerstören. Kontaminierte Filter sind damit ein Risiko und müssen aufwändig entsorgt werden. Eine wünschenswerte Alternative wären Filter, die hochgifte Substanzen nicht nur abfangen, sondern auch gleich zersetzen.

Das Team um Jorge A. R. Navarro und Elisa Barea, Wissenschaftler von der Universidad de Granada (Spanien) und dem Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario (La Alberca, Spanien), hat jetzt einen neuen Ansatz für selbstreinigende Filter entwickelt. Er basiert auf sogenannten Metall-organischen Gerüsten (engl. metal-organic frameworks, MOF).

MOFs bestehen aus metallischen „Knotenpunkten“, die über organische Bausteine als Verbindungsstücke zu dreidimensionalen Gittern verknüpft sind. So entstehen hochporöse kristalline Feststoffe, die Moleküle in ihren Poren aufnehmen können. Passend aufgebaut können solche Stoffe außerdem katalytisch aktiv sein. Das haben sich die Forscher zunutze gemacht und ein MOF maßgeschneidert, das Kampfstoffe unschädlich machen kann.

Ausgangspunkt war das zirkoniumhaltige MOF UiO-66, das durch seinen besonderen Aufbau in der Lage ist, Organophosphate in Anwesenheit von Feuchtigkeit zu spalten. In dieses Gerüst lagerten die Forscher zusätzlich spezielle lithiumorganische Verbindungen ein. Auf diese Weise erhielten sie ein katalytisch deutlich aktiveres Material, das sehr effektiv Phosphor-Fluor-, Phosphor-Sauerstoff- und Kohlenstoff-Chlor-Bindungen spaltet, wie sie typischerweise in chemischen Kampfstoffen vorkommen.

Die Wissenschaftler imprägnierten Seidengewebe mit dem neu entwickelten MOF. In Form von Nanokristallen lagert es sich fest an die Fasern an. So entstanden luftdurchlässige Textilien, die in der Lage sind, chemische Kampfstoffe rasch und effektiv zu entgiften, wie Tests mit harmlosen, aber chemisch ähnlich aufgebauten Modellsubstanzen zeigten.

Der berichtete Durchbruch könnte für zukünftige Entwicklungen selbstentgiftender Filtertechnologien sowohl für individuelle als auch für kollektive Schutzsysteme sein.

Den gleichen Ausgangspunkt, aber eine andere Strategie wählten amerikanische Forscher: Durch eine Variation der Gerüststruktur von UiO-66 konnten sie eine besonders schnelle Spaltung von Nervengift-Simulantien in einem Rohrreaktor erreichen (Lesen Sie dazu die Angewandte Chemie Presseinformation 16/2015).

Angewandte Chemie: Presseinfo 12/2015

Autor: Jorge A. R. Navarro, Universidad de Granada (Spain), http://www.ugr.es/~jarn/

Permalink to the original article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201502094

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany.

Weitere Informationen:

http://presse.angewandte.de

Dr. Renate Hoer | GDCh

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen
27.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Glykane als Biomarker für Krebs?
27.06.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie