Nanoteilchen reinigen Abwässer und kontaminierte Böden
„Da die Gesundheitsrisiken der Nanopartikel weitestgehend unbekannt sind, sind Filtermethoden für das Nanomaterial selbst von großer Bedeutung“, schreiben Robert Langer und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Dieses Ziel im Blick entwickelten sie Nanopartikel aus den biologisch abbaubaren Substanzen Polyethylenglykol und Polymilchsäure. In einer flüssigen Lösung entstanden über Selbstorganisation die gewünschten Nanoteilchen mit Durchmessern zwischen 45 und 160 Millionstel Millimeter (Nanometer).
Die MIT-Forscher rührten die Nanoteilchen in Wasserproben, die sie zuvor mit 22 verschiedenen Substanzen von giftigen aromatischen Kohlenwasserstoffen über Arzneimittel bis zu Hormonrückständen verunreinigt hatten. Diese Moleküle wurden vom wasserliebenden, hydrophoben Kern der Nanoteilchen teilweise bis vollständig absorbiert. Danach bestrahlten sie die Wasserprobe mit ultraviolettem Licht. Dadurch wurde die Außenhülle der Nanoteilchen aus Polyethylenglykol zerstört. Die Folge: Die Nanoteilchen klumpten zusammen und ließen sich über gängige Filtermethoden einsammeln.
In weiteren Versuchen testeten Langer und Kollegen ihre Methode an Abwasserproben aus anderen MIT-Laboren, die mit Phtalaten, so genannten Weichmachern, verunreinigt waren. Nur 750 Milligramm der Nanoteilchen reichten aus, um alle nachweisbaren Phtalat-Anteile zu beseitigen. Auch zum Einfangen der Substanzen Bisphenol A, Triclosan und Ethinylestradiol und zum Reinigen kontaminierter Bodenproben waren die Nanoteilchen sehr gut geeignet.
Dass Nanoteilchen wegen ihre relativ großen aktiven Oberfläche giftige Substanzen sehr gut absorbieren können, ist schon länger bekannt. Doch gab es bisher kaum Ansätze, wie die Nanoteilchen selbst aus den Abwässern gefiltert werden könnten. Dieses Problem konnten Langer und Kollegen nun lösen. Auf ihrer Idee aufbauend könnten nun auf zahlreiche schädliche Substanzen maßgeschneiderte Nanoteilchen entwickelt werden, die sich nach ihrem Einsatz verklumpen und abfiltern lassen.