NanoNews

Diesen Monat habe ich ein sehr interessantes Paper gefunden, welches im März dieses Jahres bei ACS Nano veröffentlicht wurde. Die Autoren benutzen Holz als Template für eine nanostrukturierte Oberfläche. Holz ist als Werkstoff super interessant, da es recht billig und umweltfreundlich ist (wenn man nicht gleich alle Wälder abholzt…). Es gibt eine wachsende Anzahl von Publikation die sich, aus diesen Gründen, mit Biotemplates wie Holz beschäftigen um diese für Sensoren, Drug Delivery Systeme oder elektronische Bauteile. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass solche Templates hierarchisch aufgebaut sind. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass das jeweilige Template Funktionen auf der millimeter, mikrometer und nanometer Skala hat.

Die Trennung von Öl und Wasser, zum Beispiel nach einem Unglück, oder aber auch in der Industrie ist nach wie vor eine große technische Herausforderung. In dem Artikel haben sich die Autoren aus Schweden Balsaholz genommen um dieses Problem zu lösen. Dafür haben sie das Holz mit Säure bearbeitet. Die Säure löst die Lignine (feste Biopolymere) aus den Zellwänden. Dadurch entsteht eine nanoporöse Oberfläche in dem Holz, wie man in dem Bild sehen kann:

Elektronenmikroskopaufnahmen von Balsaholz, Balsaholz ohne Liganden und Balsaholz mit Epoixidharz. ©reprinted with permission from ACS Publications

Dieses Holz wurde dann mit Epoxidharz versiegelt. Das Epoxidharz setzt sich netterweise in die geöffneten Nanoporen und verschließt diese wieder. Die größeren Poren werden allerdings nicht von dem Harz verschlossen, sondern bleiben erhalten. Holz neigt in der Regel dazu, Wasser aufzusaugen. Diese Eigenschaft wird durch das Epoxidharz allerdings unterdrückt. Dafür hat das Holz jetzt eine Vorliebe für Öl entwickelt. Diese ist so stark ausgeprägt, dass das Holz sogar unter Wasser Öl aufsaugen kann:

Oben: Normales Basalholz kann das Öl nicht aufsaugen. Unten: das bearbeite Holz saugt das Öl sogar unter Wasser auf. ©reprinted with permission from ACS Publications

Während das reine Balsalholz noch 28 g/g Wasser aufsaugen kann, verringert sich dieser Wert auf 0.3 g/g für das Bearbeitete. Dafür kann das bearbeitete Basalholz jetzt 6 – 20 g/g Öl aufsaugen.

Diese Arbeit ist für mich aus zwei Gründen sehr spannend. Ersten ist das Trennen von Öl und Wasser eine technische Herausforderung und deswegen eine spannenden Ingenieuraufgabe und zweitens bin ich großer Freund von kreativen Ideen wie der Benutzung von biologischen Vorlagen, die einfach zu bearbeiten sind und schon sehr viele Vorteile mit sich bringen…

 

Kommentare (3)

  1. #1 Mars
    28. Juli 2018

    ich weiss, dass ein hersteller von zellstoff-fließ o.ä.
    mal eine produktionspanne hatte und eine ganze produktion kurz vor dem wegwerfen war, als er feststellte, dass dieses ‘neue zeugs’ fähig war unmengen an öl us dem wasser aufzusaugen ohne selbst wasser auf zu nehmen.
    er hat schnell geschaltet, und verdient sicher heute einiges mit seinem ungeschick.
    reiht er sich in die glorreichen von Penizilin und Teflon ??? gewusst wie, war’s nicht

  2. #2 hubert taber
    28. Juli 2018

    ich kenne das vom modellbau.
    meine balsaholzflieger sogen auch allesmögliche auf.
    vorwiegend erde.

    dieser effekt mit den verschieden grossen poren geht hand in hand mit der unterschiedlichen viskosität von wasser und öl.

    und sollten nanowissenschafter interesse an mathematik haben bitte sehr:
    http://scienceblogs.de/mathlog/2018/07/20/die-g-vermutung/#comments

    mfg. h.t.

  3. #3 hubert taber
    1. August 2018

    über eine gravierende irrung der theoretiker ist auch hier nachzulesen:
    http://scienceblogs.de/mathlog/2016/12/07/kontruktivismus/#comment-234456

    mfg. h.t.