>
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 September 2020: Grundwassersanierung mit Carbo-Iron® – Risiko oder Nutzen?
Im September möchten wir ein Paper des BMBF Projekts Fe-Nanosit vorstellen. Das Projekt beschäftigte sich mit dem Einsatz von Eisen-haltigen Nanomaterialien in der Grund- und Abwassersanierung. Eine übergreifende Bewertung und Abwägung von Nutzen und möglichen, aus der Anwendung entstehenden Umweltrisiken wird nun von den Projektpartnern in diesem Paper beschrieben.
WeiterlesenSpotlight Januar 2021: Herausforderung Nanoplastik – Wie die Verbreitung von Nanopolystyrol in der Umwelt besser nachverfolgt werden kann.
Im Januar stellen wir ein Paper vor, das im Nature Journal communications materials veröffentlich wurde. Der Fokus des Artikels liegt auf der Entwicklung einer neuen Detektionsmethode von Nanopolystyrol. Die Methode ermöglicht es nicht nur erstmalig Nanoplastik in der Umwelt nachzuweisen, sondern auch deren Anreicherung in Pflanzen und Tieren zu bestimmen. Nanoplastik, welches zahlreichen kommerziellen Produkten […]
WeiterlesenSpotlight März 2023: Wie kann Photovoltaik sicher und nachhaltig gestaltet werden?
Herkömmliche Photovoltaik-Anlagen haben oft nur einen geringen Wirkungsgrad, d.h. nur ein Bruchteil der Sonnenenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und nutzbar gemacht. Aus diesem Grund wird an innovativen Materialien geforscht, die die Energieausbeute deutlich erhöhen können und damit auch die Gewinnung von mehr elektrischer Energie aus regenerativen Quellen ermöglicht. Die meisten dieser Materialien enthalten jedoch […]
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, […]
Weiterlesen