Sådan bliver en badesvamp til et biobaseret industrielt filter

Forskere ved TU Bergakademie Freiberg udviklede et innovativt materiale fra en dyrket marin svamp. Når svampens fibre reagerer med en kobberholdig ammoniakopløsning, såsom den, der findes i elektronikindustrien, mineralet atacamit dannes. Dette mineral, som kun forekommer meget sjældent i naturen, fastgør sig så stærkt til svampefibrene, at der skabes et robust materiale, en med katalytiske og antibakterielle egenskaber, der potentielt kan bruges som et biobaseret industrielt filter.

Professor Hermann Ehrlich lagde et stykke svamp i en basisk, kobberholdig ammoniakopløsning, der simulerer et kobberbad fra fremstilling af printkort til elektroniske komponenter. Omkring 12 timer senere var svampen blevet blå - når den er tør, er den stærkere end før, men stadig meget let.

"Ved en pH -værdi på 9 åbner svampens fibre sig, og proteinets organiske forbindelser ændrer sig, "forklarer prof. Ehrlich. Kobberet i ammoniakopløsningen reagerer øjeblikkeligt med de organiske komponenter i svampen, især med aminosyreresterne, og danner mineralet atacamit. "Som en snor, krystaller i nanometerstørrelse vokser sammen med svampefibrene, "forklarer videnskabsmanden. De stabiliserer rammerne og sikrer samtidig, at svampen bevares i sin unikke mikroarkitektur. Teamet ledet af prof. Ehrlich offentliggjorde resultaterne i en aktuel publikation i tidsskriftet Avancerede materialer .

Kan bruges som et biobaseret filter til spildevandsrensning eller fjernelse af forurenende stoffer

Det tredimensionelle og porøse materiale er i sig selv et filter. Sammen med egenskaberne af atacamit, der er en bred vifte af muligheder for at bruge det nye materiale som et alternativ til syntetiske filtre. "Vores team kunne eksperimentelt demonstrere for første gang, at kompositmaterialet fremstillet af marine badesvampe i princippet kan bruges til udvikling af sensorer, katalysatorer, og antibakterielle filtersystemer, "forklarer medforfatter prof. Martin Bertau fra Institute of Chemical Technology på TU Bergakademie Freiberg.

Nyt materiale kan genbruges mange gange

Da prof. Ehrlich lagde den blå svamp med krystallerne i en sur opløsning, reaktionen løb baglæns:svampen vendte tilbage til sin oprindelige tilstand og kunne behandles igen for yderligere applikationer. "Det nyudviklede materiale kan derfor genbruges igen og igen, "sagde Freibergs biomineralog begejstret.

"Selv efter op til 100 applikationscyklusser, responsiviteten af ​​spongin-atacamit-kompositmaterialet er stadig givet, "bekræfter hans kollega prof. Bertau." Hvis materialet i sidste ende ikke længere kan bruges, svampen er bionedbrydeligt, og kobberet genvindes fra opløsningen - ideelt set elektrokemisk med vedvarende energi. Vi har allerede vist, at dette er muligt, «siger kemikeren.