Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit der Filtermembran auf den Weltmarkt

12.06.2017

ETH-Professor Raffaele Mezzenga und sein Oberassistent Sreenath Bolisetty haben eine Filtermembran entwickelt, die effizient Schwermetalle und andere Schadstoffe aus dem Wasser entfernt. Die weltweite Nachfrage ist so gross, dass sie den ETH-Spin-off BluAct Technologies gegründet haben.

Die Publikation schlug ein: Im Januar 2016 publizierten die ETH-Wissenschaftler Raffaele Mezzenga und Sreenath Bolisetty in der Fachzeitschrift Nature Nanotechnology eine Studie über eine in ihrem Labor entwickelte Filtermembran.


Sreenath Bolisetty und ETH-Professor Raffaele Mezzenga (l.) begutachten eine Probe ihrer Filtermembran.

Bild: Mezzenga Lab / ETH Zürich

Sie zeigten darin auf, dass diese Membran wirksam Wasser von Schwermetallen, radioaktiven Stoffen oder giftigen Substanzen sowie von Bakterien reinigt. Sie bindet aber auch Ionen von Gold, Platin und Palladium. Dank der Membran können diese Edelmetalle rückgewonnen werden. Dabei ist sie höchst einfach gestrickt: Sie besteht aus einer Mischung von denaturierten Molkeproteinen und Kohle, aufgetragen auf ein Filterpapier.

Mit Anfragen eingedeckt

Medien weltweit griffen die Geschichte auf – und die Forscher wurden in der Folge mit Anfragen eingedeckt. Im Mai 2016 gründeten Mezzenga und Bolisetty deshalb mithilfe eines Investors den ETH-Spin-off BluAct Technologies GmbH. Bolisetty ist dessen CEO und Chefentwickler in Personalunion. Mezzenga ist Aktionär und wissenschaftlicher Berater.

BluAct hat soeben eine erste Lieferung von Prototypmembranen in industriellem Massstab hergestellt. Der Spin-off nutzte das Startkapital dafür, die Membran in 90 Ländern national patentrechtlich schützen zu lassen.

Zurzeit ist die Herstellung der Membran an externe Partnerfirmen ausgelagert. BluAct stellt dabei sicher, dass die Qualität des Produkts den Vorgaben entspricht. Als Chief Technical Officer wird Bolisetty die Produzenten überwachen und begutachten. BluAct plant, die Membran in bestehende Druckfiltersysteme einzubauen und bisherige Filter zu ersetzen.

Einen ersten grossen Erfolg haben die ETH-Unternehmer schon verbuchen können: BluAct hat mit der ISL Group einen Vertrag abgeschlossen. Dieser sichert den Vertrieb von Trinkwasser-Filterflaschen mit der neuen Filtertechnologie. Diese Flaschen sollen dann durch Nichtregierungsorganisationen und Behörden in Asien, Afrika und Lateinamerika an Menschen verteilt werden, die keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser haben.

«Das ist ein rein humanitäres Projekt, das uns sehr am Herzen liegt», betont Mezzenga. Damit die Filtermembran auch die Ärmsten erreicht, arbeitet BluAct mit den Behörden zusammen. Im indischen Bundesstaat Andrah Pradesh wurde bereits Land erschlossen, um eine Produktionsstätte zu bauen.

Geld verdienen möchten die beiden Jungunternehmer mit grossen Interessenten, Minengesellschaften etwa oder der Industrie. Denn der Wasseraufbereitung mit dieser Filtermembran sind kaum Grenzen gesetzt. Die drei Millimeter dünne Membran kann im Prinzip beliebig gross fabriziert werden, von der Grösse eines Fünf-Franken-Stücks für den Hausfilter bis hin zu einem Quadratmeter grossen Stück für industrielle Anwendungen. Um grosse Mengen an Wasser zu reinigen, können zudem mehrere Membranen in Serie gereiht werden. So dürfte es möglich sein, pro Stunde 100‘000 Liter Wasser zu reinigen.

Breites Anwendungsfeld

Die BluAct-Gründer stehen derzeit in Kontakt mit einer Minengesellschaft, die ihr Interesse an der Wunderwaffe gegen Schwermetalle angemeldet hat. Bereits in der Testphase befindet sich die Filtermembran bei einer Firma, welche europäische Atomkraftwerke dekontaminiert. Denn die Membran bindet nicht nur Schwermetalle, sondern auch radioaktives Uran. Sie könnte also auch dazu genutzt werden, radioaktiv verseuchtes Wasser zu entgiften.

Weitere Geschäftsfelder von BluAct sind auch die Schwer- und Elektronikindustrie (zur Rückgewinnung wertvoller Metalle), die Landwirtschaft und nicht zuletzt die Trinkwasseraufbereitung für den Hausgebrauch. Denn mit einer neuen Studie haben Bolisetty und Mezzenga aufgezeigt, dass die Membran auch Arsen hocheffizient aus dem Wasser entfernt.

Arsen aus Trinkwasser entfernen

In dieser Studie, die soeben in der Fachzeitschrift Chemical Communications erschienen ist, weisen Bolisetty und Mezzenga nach, dass die von ihnen entwickelte Filtermembran Arsen (in Form von Arsenat und Arsenid) effizient bindet und nahezu restlos aus dem Wasser entfernt. Die Membran lässt überdies mehrere Filtrationszyklen zu, ohne dass die Reinigungskraft nachlässt.

Die ETH-Forscher konnten die Wirksamkeit ihrer Methode anhand von real verseuchtem Trinkwasser nachweisen. Dieses stammt aus der Region des Atitlán-Sees in Guatemala. Die Gegend dort ist vulkanisch geprägt, und das Wasser enthält von Natur aus viel Arsen und Quecksilber. Untersuchtes Trinkwasser von dort kann bis zu 80 Mikrogramm Arsen pro Liter enthalten. Das ist das Achtfache des von der WHO empfohlenen Grenzwerts von 10 Mikrogramm Arsen pro Liter.

Schleichende Arsenvergiftung reduzieren

Für Mezzenga ist diese Studie ein Durchbruch: «Viele bei uns eingegangene Anfragen betrafen Arsen. Dieses Element hatten wir in unseren Laborversuchen bis dahin nicht berücksichtigt. Umso glücklicher sind wir, dass die Membran auch diesen Giftstoff unter Feldbedingungen eliminiert.»

Als nächstes wird die Filtermembran auf regionale Filter angepasst und relativ kostengünstig für die Menschen in der Region Atitlán bereitgestellt. Dazu wird das Labor von ETH-Professor Mezzenga mit der der Universidad del Valle de Guatemala unter der Leitung von Monica Orozco zusammenarbeiten. Die Forschenden hoffen, so die Risiken, die von der schleichenden Arsenvergiftung ausgehen, erheblich reduzieren zu können.

Literaturhinweis

Bolisetty S, Reinhold N, Zeder C, Orozco MN, Mezzenga R. Efficient purification of arsenic-contaminated water using amyloid–carbon hybrid membranes. Chem. Commun., 2017, 53, 5714-5717. DOI: 10.1039/C7CC00406K

Bolisetty S, Mezzenga R. Amyloid–carbon hybrid membranes for universal water purification. Nature Nanotechnology, Advanced Online Publication Jan 25th 2016. doi: 10.1038/nnano.2015.310

Weitere Informationen:

https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2017/06/bluact-kom...

Peter Rüegg | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Klimaspatz Piaf signalisiert, ob die Luft rein ist
07.02.2019 | Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH

nachricht Wasserwiederverwendung in der Landwirtschaft: Fallstudien zeigen Machbarkeit
07.02.2019 | ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

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

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

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