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Sauber ist nicht gleich sauber

Nanopartikel als Schmutzfänger: Das Fraunhofer IGB hat ein Verfahren entwickelt, das Arzneimittelsrückstände aus dem Abwasser filtert
Stuttgart, 08.06.2009 | 

Sauber ist nicht gleich sauber. Kläranlagen erbringen heute wahre Hochleistungen, um Abwässer zu reinigen, doch viele Bestandteile von Medikamenten werden selbst in den biologischen Stufen der Kläranlagen nicht oder nicht effektiv abgebaut. So gelangen diese Rückstände häufig bis in das Grundwasser. Über 100 verschiedene Arzneimittelwirkstoffe wurden bislang, teilweise in hohen Konzentrationen im Wasserkreislauf nachgewiesen. Ein Abbau dieser Spurenschadstoffe mit physikalisch-chemischen Methoden ist zum einen teuer, zum anderen entstehen gefährliche Abbauprodukte.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben ein patentiertes Verfahren entwickelt, das Nanopartikel nutzt, um Arzneimittelrückstände aus Abwässern effektiv zu binden und unschädlich zu machen. Die Wissenschaftler des IGB haben die NANOCYTES genannte Technologie an zwei weit verbreiteten Arzneimittelwirkstoffen angewendet, einem Schmerzmittel sowie einem Medikament, das bei Durchblutungsstörungen verschrieben wird. Dies funktioniert ähnlich wie ein Schlüssel, der in ein bestimmtes Schloß passt. Die Struktur oder das chemische "Gesicht" eines Wirkstoffs lässt sich in kleinste Polymerkügelchen einprägen. Sie bilden das Schloss. Dort docken die Medikamentenrückstände an - jeder Wirkstoff an der jeweils auf ihn zugeschnittenen Form und werden auf diese Wiese aus dem Wasser gefiltert.

"Das zu entfernende Arzneimittel passt nun genau in diesen Abdruck - wie ein Schlüssel ins Schloss", erklärt Günter Tovar vom IGB. In einem durch das Umweltministerium Baden-Württemberg geförderten Projekt konnten die Wissenschaftler an Modelllösungen zeigen, dass die robusten Nanopartikel gezielt nur "ihren" Stoff adsorbieren.

Die spezifischen Adsorberkügelchen haben einen Durchmesser von nur 200 Nanometer (4500 mal kleiner als der Durchmesser eines Haares). Eine weitere Variante besteht darin, die Nanopartikel mit einem magnetisierbaren Kern auszustatten. Mit diesem Trick ließen sie sich - und mit ihnen die gebundenen Arzneimittelwirkstoffe - aus zum Beispiel Abwasser einfach mit einem Magnetabscheider abfangen.

Das patentierte Verfahren kann ebenso für Wertstoffe eingesetzt werden, die mit anderen Stoffen verunreinigt sind. Nach Abtrennung der gewünschten Substanzen über die Kügelchen können diese aus den Prägestellen auf der Oberfläche der NanoMIPs einfach herausgelöst werden.

www.igb.fhg.de

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