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16. Nov. 2017

Nanodrähte sollen Plastikmüll im Meer zerstören

Schwedische Forscher machen sich Prozess der Photokatalyse zunutze

Nanodrähte katalysieren die Zerstörung von Plastik (Foto: Joydeep Dutta)

Stockholm - Drähte, die mit nanofeinen Partikeln aus einem Halbleiter beschichtet sind und unter dem Elektronenmikroskop an Gestrüpp erinnern, können das Plastikproblem in den Weltmeeren langfristig entschärfen, sagen Forscher des Königlichen Instituts für Technologie (KTH) http://kth.se . Dadurch lasse sich der natürliche Prozess der Photokatalyse beschleunigen.

Mikroplastik im Visier

Die schwedischen Wissenschaftler wollen mit ihrem neuen Verfahren zumindest den Anteil von Plastik zerstören, der über das Abwasser von Haushalten und Industrie in die Flüsse und von da aus ins Meer gelangt. Die Plastik-Killer sollen in den Abwasserleitungen und in den Ausläufen von Kläranlagen installiert werden. Mikroplastik ist unter anderem in Kosmetika und Waschmitteln enthalten.

Photokatalyse wird bereits genutzt, um Wasser zu reinigen. Eingesetzt werden die Halbleiter Titandioxid und Zinkoxid. In Verbindung mit den ultravioletten Strahlen der Sonne zerfallen organische Verunreinigungen in harmlose Materialien, vor allem in Kohlendioxid und Wasser. Ähnlich verläuft der Prozess bei der Zerlegung von Kunststoffpartikeln. Licht bringt Elektronen auf ein höheres Energieniveau, sodass sie Wassermoleküle in ihre Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten, genauso wie in einem Elektrolyseur. Der Sauerstoff reagiert mit den Kunststoffmolekülen, sodass Kohlendioxid und Wasser entstehen.

Gefährlicher Kreislauf

"Unser Halbleitermaterial regt die Moleküle an und setzt den Prozess in Gang", sagt Professor Joydeep Dutta, Werkstoffwissenschaftler an der KTH. "Dazu reicht das sichtbare Licht der Sonne." Wie es in die Reinigungskammern geleitet werden soll, sagt der Wissenschaftler allerdings nicht. Denkbar wären Lichtwellenleiter oder innen verspiegelte Röhren.

Plastik gelangt nicht nur über Abwässer ins Meer, sondern auch direkt, etwa als Abfall von Schiffen. Die Wellen zermahlen größere Teile. In der Folge entstehen winzige Partikel, die von Meeresbewohnern mit der Nahrung aufgenommen werden. Das ist gefährlich, denn Plastikteilchen binden Schadstoffe wie DDT und PCB. Letztlich landen die verseuchten Partikel über Speisefische auf dem Teller des Menschen. Das schwedische Projekt ist Teil einer europäischen Forschungsinitiative zur Entlastung der Meere von Plastikmüll.

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