Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Eine dynamische Membran mit selbstreparierender Funktion

28.06.2012
In der Filtrationstechnik werden z.B. für die Wasserreinigung oder die Meerwasserentsalzung häufig poröse Membranen eingesetzt. Die bisher eingesetzten Membranen besitzen jedoch eine starre Struktur, wodurch ihre Porengröße nicht verändert werden kann. Außerdem ist diese Struktur sehr anfällig für Risse, was wiederum problematisch für die Gesundheitssicherheit ist.
Ein Forscherteam des Europäischen Instituts für Membranforschung (IEM) [1] hat in Zusammenarbeit mit dem Institut für radikalische Chemie (ICR) eine dynamische, selbstreparierende Membran zur Wasserfiltration entwickelt, deren Porengröße sich dem durchströmenden Wasserdruck anpassen lässt [2].

Die 1,3µm dünne Membran besteht aus drei Polymeren mit unterschiedlichen Löslichkeiten. Diese bilden Nanopartikel, sogenannte Mizellen [3] aus, die miteinander in ständiger Wechselwirkung stehen. Steigt der Wasserdruck, werden die Mizellen bis zu einem bestimmten Grad abgeplattet, wodurch es zu einer Verringerung der Porengröße kommt: Bei einem schwachen Druck von 0,1bar sind die Poren beispielsweise 5nm groß. Bei dieser Größe lassen sich Makromoleküle oder Viren herausfiltern. Bei mäßig steigendem Wasserdruck, erhält man so Porengrößen von ca. 1nm, durch die Salze, Farbstoffe sowie Tenside gefiltert werden können. Steigt der Wasserdruck jedoch bis auf 5bar an, verändert sich die Membranstruktur drastisch: der Porendurchmesser beträgt dann über 100nm, wodurch die Filtration von Bakterien und Schwebeteilchen möglich wird. Dank dieser einzigartigen Eigenschaft ist für unterschiedliche Filtrationsaufgaben künftig nur noch ein Membranentyp nötig.

Aber das ist noch nicht alles: Sie reparieren sich auch selbst. Treten Risse in der Membran auf, wird das physikalische Gleichgewicht gestört, welches die Mizellen miteinander verbindet. Um dieses Gleichgewicht wiederherzustellen, ordnen sich die Mizellen so an, dass sie den Riss verschließen. Auf diese Weise können sie selbst einen Riss, der 85-mal größer als die Membrandicke ist, reparieren, ohne dass menschliches Eingreifen notwendig wird oder der Filtrationsprozess abgebrochen werden muss.

[1] Webseite des Europäischen Instituts für Membranforschung (IEM): http://www.iemm.univ-montp2.fr

[2] Dieses Ergebnis wurde in der Fachzeitschrift “Angewandte Chemie” veröffentlicht: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201201686/abstract

[3] Weitere Informationen zu Mizellen: http://de.wikipedia.org/wiki/Mizellen

Kontakt: Damien Quémener, Forscher am Europäischen Institut für Membranforschung (IEM) – Tel: +49 (0)4 67 14 91 22, E-mail: damien.quemener@iemm.univ-montp2.fr

Quelle: Pressemitteilung des CNRS – 18/06/2012 – http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2675.htm

Redakteur: Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr

Lucas Ansart | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de

Weitere Berichte zu: Gleichgewicht IEM Membran Membranforschung Mizellen Porengröße Riss Wasserdruck

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon
21.02.2018 | Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V.

nachricht Wie verbessert man die Nahtqualität lasergeschweißter Textilien?
20.02.2018 | Hohenstein Institute

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Vorstoß ins Innere der Atome

Mit Hilfe einer neuen Lasertechnologie haben es Physiker vom Labor für Attosekundenphysik der LMU und des MPQ geschafft, Attosekunden-Lichtblitze mit hoher Intensität und Photonenenergie zu produzieren. Damit konnten sie erstmals die Interaktion mehrere Photonen in einem Attosekundenpuls mit Elektronen aus einer inneren atomaren Schale beobachten konnten.

Wer die ultraschnelle Bewegung von Elektronen in inneren atomaren Schalen beobachten möchte, der benötigt ultrakurze und intensive Lichtblitze bei genügend...

Im Focus: Attoseconds break into atomic interior

A newly developed laser technology has enabled physicists in the Laboratory for Attosecond Physics (jointly run by LMU Munich and the Max Planck Institute of Quantum Optics) to generate attosecond bursts of high-energy photons of unprecedented intensity. This has made it possible to observe the interaction of multiple photons in a single such pulse with electrons in the inner orbital shell of an atom.

In order to observe the ultrafast electron motion in the inner shells of atoms with short light pulses, the pulses must not only be ultrashort, but very...

Im Focus: Good vibrations feel the force

Eine Gruppe von Forschern um Andrea Cavalleri am Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) in Hamburg hat eine Methode demonstriert, die es erlaubt die interatomaren Kräfte eines Festkörpers detailliert auszumessen. Ihr Artikel Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, nun online in Nature veröffentlich, erläutert, wie Terahertz-Laserpulse die Atome eines Festkörpers zu extrem hohen Auslenkungen treiben können.

Die zeitaufgelöste Messung der sehr unkonventionellen atomaren Bewegungen, die einer Anregung mit extrem starken Lichtpulsen folgen, ermöglichte es der...

Im Focus: Good vibrations feel the force

A group of researchers led by Andrea Cavalleri at the Max Planck Institute for Structure and Dynamics of Matter (MPSD) in Hamburg has demonstrated a new method enabling precise measurements of the interatomic forces that hold crystalline solids together. The paper Probing the Interatomic Potential of Solids by Strong-Field Nonlinear Phononics, published online in Nature, explains how a terahertz-frequency laser pulse can drive very large deformations of the crystal.

By measuring the highly unusual atomic trajectories under extreme electromagnetic transients, the MPSD group could reconstruct how rigid the atomic bonds are...

Im Focus: Verlässliche Quantencomputer entwickeln

Internationalem Forschungsteam gelingt wichtiger Schritt auf dem Weg zur Lösung von Zertifizierungsproblemen

Quantencomputer sollen künftig algorithmische Probleme lösen, die selbst die größten klassischen Superrechner überfordern. Doch wie lässt sich prüfen, dass der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Von festen Körpern und Philosophen

23.02.2018 | Veranstaltungen

Spannungsfeld Elektromobilität

23.02.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

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

Vorstoß ins Innere der Atome

23.02.2018 | Physik Astronomie

Wirt oder Gast? Proteomik gibt neue Aufschlüsse über Reaktion von Rifforganismen auf Umweltstress

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Zellen unterschiedlich auf Stress reagieren

23.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

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