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Mikroplastik: Nanofedern zerstören Plastikmüll

Ein neues Material könnte dabei helfen, Mikroplastik zu zersetzen. Wasserorganismen schadet die neue Technik nicht - im Gegenteil, sie hilft Algen beim Wachsen.
Plastikmüll im MeerLaden...

Chemisch veränderte Kohlenstoff-Nanoröhren zersetzen Mikroplastik in kleinere, harmlose Moleküle. Forscher von der University of Adelaide verwendeten die Nanoröhren nun erstmals als Katalysatoren, um Mikroplastik zu zersetzen. Dazu stellten die Fachleute um Shaobin Wang eine neue Form von spiralförmigen Kohlenstoff-Nanoröhren her, die mit Stickstoff und Mangan versetzt ist. In diesen reagiert das Mikroplastik mit der stark oxidierenden Substanz Peroxymonosulfat zu ungefährlichen Molekülen wie Alkoholen und Carbonsäuren. In der Konzeptstudie, die im Journal »Matter« erschien, zeigte sich, dass der Einsatz der Kohlenstoff-Nanoröhren für Organismen wie Mikroalgen nicht schädlich ist. Damit ergeben sich neue Möglichkeiten, industrielle Abwässer von Mikroplastik zu reinigen.

Mittlerweile ist bekannt, dass die mikroskopisch kleinen Plastikpartikel Pestizide und Schwermetalle an sich binden, sich in der Nahrungskette anreichern und damit auch für Menschen gefährlich sind. Bisher dienten oft Elemente wie Kobalt als Katalysatoren beim Abbau von Mikroplastik. Diese Metalle sind jedoch selbst giftig und umweltgefährdend. Bindet man Mangan und Stickstoff in die Springfederstruktur der Kohlenstoffröhren ein, dienen diese als katalytische Zentren bei der Oxidation des Plastiks. Die Röhren bleiben während der Reaktion stabil und das Metall gelangt nicht an die Umwelt. Außerdem macht das Mangan das Material magnetisch. Die Nanofedern lassen sich so mit einem einfachen Magneten vom gereinigten Abwasser trennen und wiederverwenden.

Bei der Untersuchung, wie giftig die Zersetzungsprodukte sind, zeigte sich ein weiterer unerwarteter Vorteil des neuen Materials: Dazu beobachteten die Forscher die Entwicklung der Mikroalgen in verschiedenen, von Plastikpartikeln und Kohlenstoff-Nanoröhren gereinigten Produktlösungen über einen Zeitraum von 14 Tagen und stellten fest, dass die Algen sich von den Zersetzungsprodukten des Mikroplastiks ernähren können. In weiteren Versuchen soll nicht nur der Abbau von Mikroplastik auf Polyethylenbasis untersucht werden, sondern auch andere Plastiksorten. Die Abbauprodukte müssen immer harmlos sein, wenn das Verfahren in der industriellen Abwasserreinigung eingesetzt werden soll. Ein Nachteil bei der Methode besteht allerdings im hohen Energieaufwand, da die effektive Oxidation von Mikroplastik bisher erst bei mehr als 100 °C stattfindet.

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