>
Spotlight September 2021: Holz, der Rohstoff der Zukunft?
Eine der größten Herausforderungen der Menschheit ist es, unter den gegebenen Umständen von Klimaerwärmung, Bevölkerungswachstum und wachsender Vermüllung, sauberes Trinkwasser zu produzieren. Im September möchten wir Ihnen deshalb einen Übersichtsartikel vorstellen, der einen Lösungsansatz in der Verwendung von nanoskaligem Holz sieht. In dem in der Zeitschrift „Advanced Materials“ erschienenen Review „Advanced Nanowood Materials for the Water–Energy Nexus“ werden aufbauend auf der Struktur von Holz, Bottom-Up oder Top-Down Methoden zur Verwendung von Holz für die Wasseraufbereitung aufgezeigt. Mit den beschriebenen Ansätzen kann Holz zur Wasserreinigung, Entsalzung oder der Abtrennung von Chemikalien verwendet werden.
Es werden viele Beispiele aufgezeigt, wie der Grundbaustein von Holz, die Zellulose (ein natürliches Polymer), zu Nanofasern oder Polymermatrizes verarbeitet werden kann, wodurch Filtration von ultrakleinen Teilchen ermöglicht wird.
Im Gegensatz dazu wird in Top-Down Ansätzen die grundsätzliche Struktur von Holz erhalten. So eröffnen die natürlich vorkommenden Kanäle und Mesoporen die Möglichkeit Chemikalien zu binden oder Katalysatoren aufzubringen. Forschungen mit Palladium, Titandioxid oder Eisenoxid-Nanopartikeln, die auf Holz aufgebracht wurden, zeigten eine sehr gute Abtrennung von Chemikalien aus dem Wasser. Durch chemische Modifizierung von Holz konnten gezielt Kupferionen abgetrennt, Öle und organische Lösungsmittel abgeschieden oder Schwermetalle aus Wasser herausgefiltert werden.
Holz ist aufgrund des Bindens von CO2 ein unerlässlicher, klimaneutraler Rohstoff. In Kombination mit Nanopartikeln kann es zukünftig möglich sein, die vielseitigen Eigenschaften von Holz zu erweitern und so einen Lösungsansatz für Wasserknappheit und Umweltverschmutzung zu liefern.
Original Publikation:
Chen, X. et al (2021) Advanced Nanowood Materials for the Water–Energy Nexus. Advanced Materials, 33(28), 2001240. doi.org/10.1002/adma.202001240
Weitere Spotlights
Spotlight Oktober 2023: Verbesserte Wasserstoffproduktion durch neuartigen Katalysator aus drei Metallen
Wasserstoff ist einer der wichtigen Energieträger der Zukunft, wenn es um klimarelevante Energieversorgung geht. So kann überschüssiger Strom aus Windkraftwerken oder Solaranlagen in Wasserstoff umgewandelt und damit die sonst nicht genutzte Energie längerfristig gespeichert werden. Mit diesem Wasserstoff können Lastwagen und Busse des öffentlichen Nahverkehrs als auch andere Fahrzeuge umwelt- und klimafreundlich betrieben oder dieser […]
WeiterlesenSpotlight Februar 2022: Probabilistische Risikoanalyse – der Schlüssel für die Zukunft der Toxikologie
Die Grundlagen der Toxikologie werden immer wieder überdacht, das Vorgehen bei einer Risikobeurteilung daher ständig auf den Prüfstand gestellt, denn, so wird William Osler in dieser Publikation zitiert, “Medizin (Toxikologie) ist die Wissenschaft der Unsicherheit und die Kunst der Wahrscheinlichkeit“. In dieser aktuellen Arbeit hat das Team um Thomas Hartung (Johns-Hopkins University/Universität Konstanz) dargestellt, dass […]
WeiterlesenSpotlight April 2023: Seltene Erden recyceln – Bakterien helfen bei der Kreislaufwirtschaft
Seltene Erden sind wichtige Bestandteile von Windkraftanlagen, Katalysatoren, Glasfaserkabeln und Plasma-Bildschirmen. Da die 17 Metalle, die unter diesem Begriff zusammengefasst werden, für die modernen Technologien unentbehrlich sind, steigen Nachfrage und Kosten stetig. Das Vorkommen ergiebiger Abbaustätten ist begrenzt und die Produktion oft aufwändig und umweltschädlich. Die Vorteile, diese Ressourcen so effizient wie möglich zu recyceln, […]
WeiterlesenSpotlight Juni 2022: Von Klein zu Clever – was hält die Zukunft für die Sicherheit und Nachhaltigkeit von innovativen Materialien bereit?
Die kleinsten Teilchen in der Materialforschung, die Nanopartikel, beschäftigen uns seit mehr als 20 Jahren intensiv, ihre Sicherheit für Mensch und Umwelt aufzuklären und weiter zu untersuchen. Jetzt geht die Entwicklung allerdings von „klein = nano“ zu „clever = advanced“, wie ein Beitrag internationaler Wissenschaftler diskutiert. Dabei ist es ein großer Vorteil, von den Entwicklungen […]
Weiterlesen