Amerikanische Forscherinnen und Forscher der Universität Princeton aus dem Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik haben aus Eiweiß ein leichtes, hochporöses Aerogel hergestellt, das sich zur Entfernung von Mikroplastik aus Meerwasser eignen soll. Dazu wird das Eiweiß gefriergetrocknet und in einer Umgebung ohne Sauerstoff auf 900 Grad erhitzt, bis sich die gewünschte Aerogel-Struktur bildet. Laut den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern entfernt das resultierende Material Mikroplastik mit einer Effizienz von mehr als 99 Prozent aus dem Wasser.
 

Ein Forschungsteam des Fachbereichs Princeton Engineering um den Professor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik sowie stellvertretenden Dekan für Innovation in Princeton, Craig Arnold, arbeitet an der Entwicklung neuer Materialien, darunter auch Aerogelen, für technische Anwendungen. Bei Aerogelen handelt es sich um hochporöse Festkörper, deren Volumen bis zu 99,9 Prozent aus Poren besteht. Laut eines Forschungsberichts, der in der Fachzeitschrift Materials Today veröffentlicht wurde, zeigten Arnold und seine Kolleginnen und Kollegen, dass ein Aerogel, das aus Eiweiß gewonnen wurde, Mikroplastik mit einer Effizienz von bis zu 99,9 Prozent aus Meerwasser entfernen kann. Um das eiweißbasierte Aerogel herzustellen, wurde das Eiklar zunächst gefriergetrocknet und anschließend in einer sauerstofffreien Umgebung auf 900 Grad Celsius erhitzt. Dabei bildet sich eine Struktur mit sehr geringer Dichte aus miteinander verbundenen Kohlenstofffasersträngen und Graphenschichten. Das Forschungsteam setzte das Aerogel dann zur Entsalzung und Wasserreinigung ein und stellte fest, dass auf diese Weise 99,9 Prozent des Mikroplastiks aus dem Wasser entfernt wurden. Die Wasserreinigung mit dem Aerogel funktioniere sogar, wenn das Eiweiß zuerst gebraten oder geschlagen werde, erklärt Materialwissenschaftler und Studien-Co-Autor Sehmus Ozden. Auch andere Proteine könnten zur Herstellung von Aerogelen eingesetzt werden, so dass das Material potenziell in großen Mengen relativ kostengünstig produziert werden könne, sagt Ozden. Im nächsten Schritt soll der Herstellungsprozess verfeinert werden, um das Material in größerem Maßstab zur Wasserreinigung einsetzen zu können.

 

Quellen:

• „Egg protein derived ultralightweight hybrid monolithic aerogel for water purification“, Sehmus Ozden, Susanna Monti, Valentina Tozzini, Nikita S.Dutta, Stefania Gili, Nick Caggiano, James Link, Nicola M. Pugno, John Higgins, Rodney D. Priestley, Craig B. Arnold, Materials Today, Volume 59, Oktober 2022
• chemie.de (16.11.2022)
• engineering.princeton.edu (3.11.2022)
• Foto: © Shaharyar Wani