{"id":99009,"date":"2021-06-29T07:22:00","date_gmt":"2021-06-29T05:22:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=99009"},"modified":"2021-10-14T15:24:13","modified_gmt":"2021-10-14T13:24:13","slug":"filtern-statt-duschen-forschende-entwickeln-neuen-werkstoff-aus-badeschwamm-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/filtern-statt-duschen-forschende-entwickeln-neuen-werkstoff-aus-badeschwamm-2\/","title":{"rendered":"Filtern statt Duschen: Forschende entwickeln neuen Werkstoff aus Badeschwamm"},"content":{"rendered":"\n

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\"Prof.
Prof. Hermann Ehrlich betrachtet ein St\u00fcck des neuartigen Werkstoffs. Foto: TU Bergakademie Freiberg \/ C. Mokry<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Aus einem gez\u00fcchteten marinen Schwamm entwickelten Forschende der TU Bergakademie Freiberg einen innovativen Werkstoff. Reagieren die Fasern des Schwamms mit einer kupferhaltigen Ammoniakl\u00f6sung, wie sie beispielsweise in der Elektronikindustrie anf\u00e4llt, entsteht das Mineral Atacamit.<\/strong>\u00a0<\/p>\n\n\n\n

Dieses Mineral, das in der Natur nur sehr selten vorkommt, heftet sich so stark an die Schwammfasern, dass ein robustes Material entsteht, welches katalytische und antibakterielle Eigenschaften hat und somit potenziell als bio-basierter industrieller Filter eingesetzt werden k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

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Professor Hermann Ehrlich legt ein St\u00fcck Schwamm in eine alkalische kupferhaltige Ammoniakl\u00f6sung, die ein Kupferbad aus der Herstellung von Leiterplatten f\u00fcr Elektronikkomponenten simuliert. Zirka 12 Stunden sp\u00e4ter hat sich der Schwamm blau verf\u00e4rbt \u2013 getrocknet ist er fester als vorher, aber immer noch sehr leicht. \u201eBei einem pH-Wert von 9 \u00f6ffnen sich die Fasern des Spongins und die organischen Verbindungen des Proteins ver\u00e4ndern sich\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Hermann Ehrlich. Das in der Ammoniakl\u00f6sung enthaltene Kupfer reagiert sofort mit den organischen Anteilen des Spongins, vor allem mit den Aminos\u00e4ure-Resten, und bildet das Mineral Atacamit. \u201eEntlang der Spongin-Faser wachsen, wie an einer Schnur, nanometerkleine Kristalle\u201c, veranschaulicht der Wissenschaftler. Sie stabilisieren das Ger\u00fcst und sorgen gleichzeitig daf\u00fcr, dass der Schwamm in seiner einzigartigen Mikroarchitektur erhalten bleibt.<\/p>\n\n\n\n

Welche molekularen Vorg\u00e4nge bei der Bildung des Minerals Atacamit im Verbund mit dem Spongin der Schwammfasern vor sich gehen, kl\u00e4rte das Team um Prof. Hermann Ehrlich nun grundlegend auf. Die Ergebnisse ver\u00f6ffentlichten die Forschenden in einer\u00a0aktuellen Publikation in der Fachzeitschrift <\/a>Advanced Materials<\/a>.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Anwendung als biobasierter Filter f\u00fcr Abwasserreinigung oder Schadstoffentfernung m\u00f6glich<\/h3>\n\n\n\n

Das dreidimensionale und por\u00f6se Material ist von Natur aus ein Filter. Gepaart mit den Eigenschaften des Atacamits ergeben sich vielf\u00e4ltige Potenziale f\u00fcr eine Anwendung des neuen Materials als Alternative zu synthetischen Filtern. \u201eUnser Team konnte erstmals experimentell nachweisen, dass der Verbundwerkstoff aus marinen Badeschw\u00e4mmen prinzipiell bei der Entwicklung von Sensoren, Katalysatoren und antibakteriellen Filtersystemen eingesetzt werden kann\u201c, verdeutlicht Mit-Autor Prof. Martin Bertau von Institut f\u00fcr Technische Chemie der TU Bergakademie Freiberg.<\/p>\n\n\n\n

Neues Material ist vielfach wiederverwendbar<\/h3>\n\n\n\n
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Unter dem digitalen Licht-Mikroskop analysiert Dr. Iarsolav Petrenko die Struktur des Atacamit-Spongins. Foto: TU Bergakademie Freiberg<\/a><\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Taucht Prof. Hermann Ehrlich den blauen Schwamm mit den Kristallen in eine saure L\u00f6sung, l\u00e4uft die Reaktion r\u00fcckw\u00e4rts ab: Der Schwamm ist wieder in seinem Ursprungszustand und kann erneut f\u00fcr weitere Anwendungen aufbereitet werden. \u201eDas neu entwickelte Material ist also immer wieder recycelbar\u201c, so der Freiberger Biomineraloge begeistert. \u201eAuch nach bis zu 100 Anwendungszyklen ist die Reaktionsf\u00e4higkeit des Spongin-Atacamit-Verbundwerkstoffs noch gegeben\u201c, best\u00e4tigt auch sein Kollege Prof. Martin Bertau. \u201eIst der Werkstoff am Ende nicht mehr wiederzuverwenden, ist der Schwamm biologisch abbaubar und das Kupfer aus der L\u00f6sung wird zur\u00fcckgewonnen. Idealerweise elektrochemisch mit erneuerbaren Energien. Dass das geht, haben wir bereits gezeigt\u201c, erl\u00e4utert der Chemiker.<\/p>\n\n\n\n

Hintergrund: Biomineralogie und extreme Biomimetik an der TU Bergakademie Freiberg<\/h3>\n\n\n\n

Seit zwei Jahren entwickeln die Forschenden aus Deutschland, Polen, Australien, Spanien und der Ukraine neue biomimetische Modelle und Alternativen zu Plastikger\u00fcsten f\u00fcr die moderne Werkstoffwissenschaft. Unterst\u00fctzt werden sie von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem S\u00e4chsischen Staatsministerium f\u00fcr Wissenschaft, Kultur und Tourismus sowie der Alexander von Humboldt Stiftung. Die Extreme Biomimetik ist ein neues, seit 2013 etabliertes wissenschaftliches Spezialgebiet an der TU Bergakademie Freiberg, das sich mit der Untersuchung nat\u00fcrlicher und k\u00fcnstlicher Ph\u00e4nomene zur Entwicklung neuartiger bioinspirierter 3D-Verbundwerkstoffe im Zentimeter- bis Meterma\u00dfstab befasst.<\/p>\n\n\n\n

Originalpublikation: Tsurkan et al. (2021) Extreme Biomimetics: Designing of the first nanostructured 3D spongin-atacamite composite and its application. Advanced Materials 2101682.Fragen beantwortet \/ <\/p>\n\n\n\n

Kontakte<\/h3>\n\n\n\n

Hermann Ehrlich
E-Mail: hermann.ehrlich@esm.tu-freiberg.de<\/a><\/p>\n\n\n\n

Martin Bertau
E-Mail: martin.bertau@chemie.tu-freiberg.de<\/a>\u00a0<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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