Im Laufe von Jahrmillionen haben sich in der Natur Prinzipien, Strukturen und Gewebe entwickelt, die heute als Vorbilder für technische Anwendungen dienen. Ein Beispiel ist der Lotoseffekt: Eine spezielle Nanostruktur auf der Oberfläche des Lotosblattes sorgt dafür, dass das Wasser abperlt und dabei Schmutz entfernt. Welche Rolle diese und andere aus der Natur abgeschaute nanostrukturierten Oberflächen in der Wassertechnik spielen, war eines der Themen bei der Tagung „Nano meets water IV“, zu der Fraunhofer UMSICHT im November nach Oberhausen geladen hatte.
Chemische Reaktionen und physikalische Effekte finden vor allem an Oberflächen statt. Gerade in der Nanotechnologie spielt die Oberfläche eine besondere Rolle, da ihr Verhältnis zum Volumen eines Körpers mit zunehmender Verkleinerung immer größer wird. In der Nanodimension ergeben sich damit völlig neuartige Eigenschaften, die man sich wiederum auf der Makroebene gezielt zunutze macht. Ein Prinzip, das auch vor dem Hintergrund zunehmender Wasserknappheit in der Wasser- und Abwasserbehandlung zunehmend wichtiger wird.
Wir sprachen mit Dr. Ilka Gehrke von Fraunhofer UMSICHT, die in Oberhausen über ressourceneffiziente Verfahren der Wassertechnik mit nanostrukturierten Komponenten referierte.
Frau Dr. Gehrke, welche Möglichkeiten bieten nanostrukturierte Oberflächen grundsätzlich für die Wassertechnik?
Dr. Gehrke: Durch die Nanostrukturierung erhalten die Oberflächen einzigartige Eigenschaften oder Funktionen. Reibminimierte Bauteile, die wesentlich weniger Energie zu ihrer Durchströmung benötigen, lassen sich zum Beispiel herstellen. Auch funktionelle Oberflächen, die helfen, Bakterien oder Schadstoffe im Wasser zu eliminieren, werden entwickelt.
Wo werden Sie heute schon eingesetzt?
Dr. Gehrke: Gegenwärtig werden Folien umgesetzt und probeweise auf Schiffsrümpfen aufgebracht, um den Bewuchs mit Biofilmen zu verhindern. Riblet-Folien nach dem Vorbild der Haifischhaut wurden bereits in großen Flächen hergestellt. Sie reduzieren die Reibung von Oberflächen an Luft oder Wasser und können beispielsweise im Schiff-, Fahrzeug- und Flugzeugbau verwendet werden.
Welche Anwendungen werden als nächstes auf den Markt kommen?
Dr. Gehrke: Wir arbeiten daran, funktionelle, z. B. photokatalytische Filtermaterialien, auf den Markt zu bringen. Sehr vielversprechend ist auch die LED-Technik zur Aktivierung von Oberflächen und zur Desinfektion von Wasser. Außerdem stehen einige Nanopartikel zur Dekontamination von Grundwasser bei der Bodensanierung kurz vor der Markteinführung. Hemmend wirkt sich im Moment noch die unklare Gesetzeslage bei der Herstellung und Verwendung von Nanopartikeln aus.
Chemische Reaktionen und physikalische Effekte finden vor allem an Oberflächen statt. Gerade in der Nanotechnologie spielt die Oberfläche eine besondere Rolle, da ihr Verhältnis zum Volumen eines Körpers mit zunehmender Verkleinerung immer größer wird. In der Nanodimension ergeben sich damit völlig neuartige Eigenschaften, die man sich wiederum auf der Makroebene gezielt zunutze macht. Ein Prinzip, das auch vor dem Hintergrund zunehmender Wasserknappheit in der Wasser- und Abwasserbehandlung zunehmend wichtiger wird.
Wir sprachen mit Dr. Ilka Gehrke von Fraunhofer UMSICHT, die in Oberhausen über ressourceneffiziente Verfahren der Wassertechnik mit nanostrukturierten Komponenten referierte.
Frau Dr. Gehrke, welche Möglichkeiten bieten nanostrukturierte Oberflächen grundsätzlich für die Wassertechnik?
Dr. Gehrke: Durch die Nanostrukturierung erhalten die Oberflächen einzigartige Eigenschaften oder Funktionen. Reibminimierte Bauteile, die wesentlich weniger Energie zu ihrer Durchströmung benötigen, lassen sich zum Beispiel herstellen. Auch funktionelle Oberflächen, die helfen, Bakterien oder Schadstoffe im Wasser zu eliminieren, werden entwickelt.
Wo werden Sie heute schon eingesetzt?
Dr. Gehrke: Gegenwärtig werden Folien umgesetzt und probeweise auf Schiffsrümpfen aufgebracht, um den Bewuchs mit Biofilmen zu verhindern. Riblet-Folien nach dem Vorbild der Haifischhaut wurden bereits in großen Flächen hergestellt. Sie reduzieren die Reibung von Oberflächen an Luft oder Wasser und können beispielsweise im Schiff-, Fahrzeug- und Flugzeugbau verwendet werden.
Welche Anwendungen werden als nächstes auf den Markt kommen?
Dr. Gehrke: Wir arbeiten daran, funktionelle, z. B. photokatalytische Filtermaterialien, auf den Markt zu bringen. Sehr vielversprechend ist auch die LED-Technik zur Aktivierung von Oberflächen und zur Desinfektion von Wasser. Außerdem stehen einige Nanopartikel zur Dekontamination von Grundwasser bei der Bodensanierung kurz vor der Markteinführung. Hemmend wirkt sich im Moment noch die unklare Gesetzeslage bei der Herstellung und Verwendung von Nanopartikeln aus.
Vielen Dank Frau Dr. Gehrke.
Dr. Ilka Gehrke ist seit 11 Jahren als Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT tätig. Sie beschäftigt sich im Wesentlichen mit Themen der Wasser-, Abwasser- und Membrantechnik. In verschiedenen kooperativen Forschungsprojekten verfolgen Sie und ihr Team das Ziel, Materialien und Verfahren der Nanotechnologie für die Wasserpraxis zu nutzen. Am Institut stehen dafür ein Laserlabor zur Mikrostrukturierung, eine Mikrogalvanikanlage zur Herstellung von Mikrofiltern und diverse Teststände zur Filtration im Labor- und Technikumsmaßstab zur Verfügung.
Rund 40 Wissenschaftler und Fachleute aus der Industrie kamen zur Veranstaltungsreihe nANO meets water vom Fraunhofer-Institut UMSICHT und nutzten die Chance, über Entwicklungen in der Nanotechnik für die Wasserpraxis zu diskutieren. Die Themen waren umfangreich: Neue Anwendungsmöglichkeiten und Märkte, Effizienzsteigerungen und die Risikobewertung von Nanotechnologien standen auf dem Programm. Hier geht es zu dem Programm.
Dr. Ilka Gehrke ist seit 11 Jahren als Wissenschaftlerin am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT tätig. Sie beschäftigt sich im Wesentlichen mit Themen der Wasser-, Abwasser- und Membrantechnik. In verschiedenen kooperativen Forschungsprojekten verfolgen Sie und ihr Team das Ziel, Materialien und Verfahren der Nanotechnologie für die Wasserpraxis zu nutzen. Am Institut stehen dafür ein Laserlabor zur Mikrostrukturierung, eine Mikrogalvanikanlage zur Herstellung von Mikrofiltern und diverse Teststände zur Filtration im Labor- und Technikumsmaßstab zur Verfügung.
Rund 40 Wissenschaftler und Fachleute aus der Industrie kamen zur Veranstaltungsreihe nANO meets water vom Fraunhofer-Institut UMSICHT und nutzten die Chance, über Entwicklungen in der Nanotechnik für die Wasserpraxis zu diskutieren. Die Themen waren umfangreich: Neue Anwendungsmöglichkeiten und Märkte, Effizienzsteigerungen und die Risikobewertung von Nanotechnologien standen auf dem Programm. Hier geht es zu dem Programm.
Fonte: NanoStartd
