Filtermembranen aus Nanomaterialien molekularer Ebene arbeitet. Dies ermöglicht eine beson- Um unsere Umwelt zu schützen, müssen Verunreinigun- ders gründliche Reinigung von Trinkwasser – auch bei gen und Schadsto昀昀e im Trinkwasser nicht nur detektiert, starker Verschmutzung – und könnte eine Lösung zur sondern auch entfernt werden. Dazu werden weltweit Verbesserung der globalen Wasserversorgung darstellen. verschiedene Ansätze der Wasser昀椀ltration mit nanotech- Verschiedene Forschungsansätze (ausserhalb des SNI) zei- nologischen Reinigungsmethoden erforscht. Vor einigen gen, dass sich Kohlensto昀昀nanoröhren nicht nur für die Jahren haben dazu Forschende aus dem Departement Eliminierung von Viren, Bakterien, Schwermetallen eig- Chemie der Universität Basel untersucht, ob sich Poly- nen, sondern auch für die Entsalzung von Wasser grosses mer-Vesikel als Wasser昀椀lter einsetzen lassen. Potenzial bieten. Die Gruppe um Prof. Dr. Wolfgang Meier, der 2022 verstorben ist, hat dazu Vesikel mit dem bakteriel- Mit Enzymen gegen Plastikmüll len Wasserkanal-Protein Aquaporin Z (AqpZ) ausgestattet Nicht nur Pestizide verschmutzen Gewässer, auch und die Durchlässigkeit für Wasser und andere Sto昀昀e verschiedene Kunststo昀昀e sind ein Problem für unsere untersucht. Umwelt. Polyethylenterephthalat (PET) ist mit einer Die verwendeten Vesikel bestehen aus einem weltweiten Produktion von über 55 Millionen Tonnen speziellen Polymer, das praktisch wasserundurchlässig einer der häu昀椀gsten Kunststo昀昀e und daher ein Haupt- ist. Wenn das AqpZ-Protein in die Membran der Vesikel bestandteil von Plastikmüll. Es gibt zwar Methoden, um eingebaut wird, erhöht sich jedoch die Wasserdurch- PET wieder zu verwerten. Jedoch verschlechtert sich die lässigkeit um das bis zu 800-fache. Gleichzeitig werden Qualität bei jedem Recyclingdurchgang und es entstehen bestimmte Sto昀昀e wie Glukose, Glycerin, Salz und Harn- schädliche Abbauprodukte. sto昀昀 vollständig zurückgehalten – all dies mit einem Im Nano-Argovia-Projekt NANOdePET unter sehr geringen Energieaufwand. Diese Ergebnisse deuten Leitung von Prof. Dr. Patrick Shaghaldian (Hochschule darauf hin, dass AqpZ-haltige Membranen in der Was- für Life Sciences FHNW) arbeiten Forschende an einer seraufbereitung besonders e昀昀ektiv sein können, da sie verbesserten Abbau-Methode. Sie immobilisieren PET- selektiv Wasser 昀椀ltern und deutlich durchlässiger sind als aufspaltende Enzyme (Esterhydrolasen) mit nanotechno- herkömmliche Membranen. logischen Methoden auf einem Siliziumdioxidkern und Es gibt noch weitere Nanomaterialien wie Koh- stabilisieren sie mithilfe von sogenannten künstlichen lensto昀昀nanoröhren, Graphenoxid oder nanoskalige Chaperonen. Die Forschenden erzielen damit eine hö- Metalloxide, die extrem kleine Porengrössen besitzen here Stabilität und Umsetzungsrate als dies bei gelösten und daher Viren, Bakterien, Schwermetalle und andere Enzymen der Fall ist. Eine Hülle aus organischem Sili- Chemikalien e昀昀ektiv heraus昀椀ltern können. Im Vergleich ziumdioxid von kontrollierter Dicke schützt die einge- zu herkömmlichen Filtersystemen bietet die Nano昀椀lt- setzten Enzyme vor äusseren Ein昀氀üssen, erlaubt aber die ration eine höhere E昀케zienz und Selektivität, da sie auf enzymatische Aufspaltung von PET. Das interdisziplinäre Immobilisierte und stabilisierte natürliche Enzyme werden mit organischem Siliziumdioxid in kontrollierter Dicke beschichtet. Auf diese Weise sind die Enzyme vor äusseren Ein昀氀üssen geschützt, können aber trotzdem PET abbauen. Die Kolorisierung der Enzyme erfolgte nachträglich aus ästhetischen Gründen (Bild: S.A.Nazemi, FHNW). SNI INSight Dezember 2024 11