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Umwelt: Bornitrid-Schwamm entfernt Öl aus Wasser

Havarierte Exxon Valdez mit ÖlteppichLaden...

Ein Schwamm aus Bornitrid kann bis zum 33-Fachen seines Eigengewichts an Öl und organischen Lösungsmitteln aufnehmen. Ein Team um Weiwei Lei von der Deakin University im australischen Bundesstaat Viktoria erzeugte ein extrem poröses Pulver aus einer dem Graphen ähnlichen Bor-Stickstoff-Verbindung. Das Material ist in seinem Inneren superhydrophob, so dass es Öle sehr effektiv von Wasser trennt. Zudem ist es gegen Hitze und Oxidation sehr widerstandsfähig; man gewinnt den Absorber unverändert zurück, indem man das aufgesaugte Lösungsmittel verbrennt oder verdampft. Die Forscher wollen den Stoff einsetzen, um verschmutztes Wasser zu reinigen.

Zwei Schichten mit einem Wabenmuster aus Bor und StickstoffLaden...
Hexagonales Bornitrid | Hexagonales oder α-Bornitrid ist ähnlich aufgebaut wie Graphit, ist aber weitaus hitzebeständiger.

Bornitrid bildet ähnlich wie Graphen Schichten mit einer Wabenstruktur, von denen sich mehrere zu Nanoblättern zusammenlagern, die kleine Moleküle in den Zwischenräumen zwischen den Lagen einschließen. Deswegen absorbiert Bornitrid sehr gut verschiedene Verbindungen. Zusätzlich erzeugten die Forscher Löcher von etwa 50 bis 100 Nanometern in der Struktur, indem sie ein Herstellungsverfahren nutzen, bei dem im Material Gasblasen entstehen. Das Ergebnis ist eine extrem große innere Oberfläche, die außerdem stark wasserabweisend ist.

Die Forscher vermuten, dass nicht das Bornitrid selbst für die superhydrophoben Eigenschaften verantwortlich ist, sondern Kohlenwasserstoffe, die das Material aus der Umwelt aufnimmt. In Experimenten mit verschiedenen öligen Substanzen nahm das Bornitrid binnen Minuten ein Mehrfaches seines Eigengewichts an diesen Stoffen auf, bei Maschinenöl und Ethylenglycol bis über das Dreißigfache. Die aufgenommenen Stoffe ließen sich einerseits mit Hilfe von Ethanol aus dem Material zurückgewinnen, andererseits bei hohen Temperaturen verbrennen, ohne die Absorbereigenschaften zu beseitigen.

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