Glyphosat-Filter für sauberes Trinkwasser
Die TU Wien hat ein neues Verfahren entwickelt, um Schadstoffe wie Glyphosat aus dem Grundwasser zu entfernen: mit sogenannten metallorganischen Gerüsten (MOF).
Klares sauberes Quellwasser gibt es nur noch in wenigen Gegenden. Gegen Glyphosatverschmutzung wurden jetzt neue Filter entwickelt.
Foto: PantherMedia / Piermichele Malucchi
Immer häufiger verunreinigen Schadstoffe unser Trinkwasser. Durch herkömmliche Methoden können viele jedoch nicht vollständig entfernt werden. Ein aktuelles Beispiel ist Glyphosat, das weltweit zur Unkrautbekämpfung eingesetzt wird. Die technische Universität Wien hat nun ein neues Verfahren entwickelt, um das Herbizid aus dem Grundwasser zu entfernen: mit sogenannten metallorganischen Gerüsten (MOF).
MOF mit großer Oberfläche
MOF bestehen aus winzigen Metalloxidclustern, die durch organische Moleküle zu einem hochporösen, schwammartigen Netzwerk verbunden sind. Sie weisen eine extrem große Oberfläche von bis zu 7 000 m²/g auf. In einem Gramm MOF könnte also ein ganzes Fußballfeld Platz finden. Zudem kann man MOF je nach Anwendungsfall individuell zurechtschneiden. Eine entscheidende Einschränkung ist jedoch die Zugänglichkeit aktiver Stellen tief im Inneren, wo die Adsorptionsprozesse und chemische Reaktionen stattfinden. Um diese Stellen zu erreichen, müssen die Zielmoleküle durch Mikroporen mit Durchmessern von weniger als 1 Nanometer diffundieren, was oft der Größe der Moleküle selbst entspricht. In flüssigen Medien können Lösungsmittelmoleküle diesen Diffusionsprozess erheblich verlangsamen und die Poren verstopfen.
Dreimal so viel Glyphosat entfernen
Die Lösung: Ein bestimmter Teil der organischen Verbindungsmoleküle wird selektiv weggebrannt. So entstehen in den MOF zusätzliche Poren mit einem Durchmesser von bis zu 10 Nanometern, sogenannte Mesoporen. Im Test konnte das neue Material in nur 20 % der Zeit dreimal so viel Glyphosat aus dem Grundwasser entfernen wie das derzeit beste Adsorptionsmittel. Mithilfe von Computersimulationen entdeckten die Forschenden zudem, dass durch die Entfernung der organischen Bindeglieder neue Metallstellen entstehen. Diese ermöglichen die Bildung von chemischen Bindungen mit Glyphosat und dadurch eine schnellere Diffusion des Zielmoleküls
Die technische Universität Wien plant, weitere MOF zu entwickeln, mit denen noch andere Schadstoffe adsorbiert oder umgewandelt werden können.
