Laut Statistiken der WHO haben etwa drei von zehn Menschen weltweit (insgesamt sind es 2,1 Milliarden Menschen) zu Hause keinen Zugang zu sicherem Trinkwasser. Das könnte sich ändern, denn Wissenschaftler der CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) in Australien haben einen neuen Wasserfilter aus Graphen entwickelt, mit dem Wasser kostengünstig, einfach und effektiv gereinigt werden kann: Graphair.
Graphen ist ein Material aus Kohlenstoff, welches die Breite von nur einem Atom hat und dennoch widerstandsfähiger als Diamant und kugelsicherer als Kevlar ist. Graphen wird in der Regel aufwändig aus explosiven komprimierten Gasen unter Vakuumverarbeitung hergestellt und ist daher sehr teuer. Diese neue Variante der australischen Forscher wird aus günstigem Sojaöl hergestellt, hat jedoch alle typischen Eigenschaften herkömmlichen Graphens. Um es als Filter einzusetzen ist die eigentlich wasserundurchlässige Membran zudem mit mikroskopisch kleinen Löchern durchsetzt. Durch diese neue Art der Herstellung kann das Material kostengünstig produziert werden und erlaubt so den breiteren Einsatz von Graphen.
Mit Graphair wird aus Hafenabwasser sauberes Trinkwasser
Das neue Graphair ist ein extrem dünner Film, der durch seine Nanokanäle zwar Wasser hindurchlässt, aber schon kleinste Schmutzpartikelchen herausfiltert. „Mit Graphair haben wir einen perfekten Filter für die Wasseraufbereitung gefunden. Er kann die komplexen, zeitraubenden und mehrstufigen Prozesse ersetzen, die derzeit in einem einzigen Schritt benötigt werden“, so CSIRO-Wissenschaftler Dr. Dong Han Seo in einer Pressemitteilung. Er ist einer der Hauptautoren des Papers, welches in der Fachzeitung Nature Communications über Graphair veröffentlicht wurde.
Die Veröffentlichung legt die Ergebnisse verschiedener Experimente mit einem Biofilm von Graphair und einem normalen Filter für verschmutztes Meerwasser aus dem Hafen von Sydney dar. „Herkömmliche Wasserfiltermembranen, die bei der Wasserreinigung verwendet werden, werden aus Polymeren (Kunststoffen) hergestellt und können nicht mit einer vielfältigen Mischung von Verunreinigungen umgehen. Sie verstopfen oder lassen Schmutzstoffe durch, so dass diese erst abgeschieden werden müssen, bevor das Wasser gefiltert wird“, heißt es in dem Bericht.
Werden diese Filtermembranen allein verwendet, verstopfen die Filterporen schnell mit Verunreinigungen und das Wasser staut sich. Wird dieser Filtermembran jedoch eine Lage Graphair hinzugefügt , kann sogar das stark verschmutzte Wasser aus dem Hafen von Sydney in einem einzigen Schritt gereinigt werden. Dank Graphair entfernt die Filtermembran sogar noch dann 99 Prozent der Schadstoffe, wenn sie bereits mit Verunreinigungen beschichtet ist. „Alles, was benötigt wird, ist Wärme, unser Graphen, ein Membranfilter und eine kleine Wasserpumpe. Wir hoffen, nächstes Jahr Feldversuche in einer sich entwickelnden Weltgemeinschaft beginnen zu können“, so Dong Han Seo.
Laut WHO-Daten sterben jährlich etwa 500.000 Menschen – die meisten davon Kinder – durch von verunreinigtem Trinkwasser verursachte Krankheiten. Schmutziges Trinkwasser kann Durchfallerkrankungen (Cholera, Ruhr, Kinderlähmung, Typhus) und Parasiten wie Giardien verursachen, die in Gebieten mit eingeschränktem Zugang zu medizinischer Versorgung tödlich sein können. Diese Technologie könnte entscheidend dazu beitragen, dass diese Regionen schnell, billig und nachhaltig mit sauberem Trinkwasser versorgt werden.
In diesem Video erklärt Dr. Dong Han Seo sein Projekt auf Englisch:
Dieser Artikel ist eine Übersetzung von Laura Wagener und erschien im Original auf unserer englischsprachigen Seite.