2017-05-05

Umweltschutz: MIT trennt mit LICHT Öl von Wasser


Nach Unfällen, bei denen Öl ins Meer geflossen ist, lassen sich die Schäden für die Umwelt künftig besser vermeiden. Ein Forscherteam um Kripa Varanasi, Maschinenbau-Professor am Massachusetts Institute of Technology in Cambridge/USA, hat ein Verfahren entwickelt, bei dem Öl und Wasser einfach mit sichtbarem Licht voneinander getrennt werden. Das ist vor allem dann schwierig, wenn die beiden ungleichen Flüssigkeiten intensiv miteinander vermischt sind, etwa durch Wellen.

Inspiriert von Solarzellen

Nicht so beim Verfahren der Amerikaner. Sie entwickelten eine Oberfläche, die die winzigen Wassertröpfchen in einer Emulsion dazu anregt, sich miteinander zu verbinden und immer größere Lachen aus Wasser zu bilden. „Wir haben uns von der Fotovoltaik inspirieren lassen“, sagt Varanasi. Genauer gesagt von der Farbstoff-Solarzelle, in der Titandioxid gemeinsam mit einem Farbstoff Sonnenlicht einfängt und in Strom umwandelt.

Hilft auch gegen Sonnenbrand

Ausgangsmaterial ist eine Folie, in der Titandioxid-Partikel eingebettet sind. Diese fangen Sonnenstrahlen ein, beispielsweise in Sonnencremes. Dann dringen die Krebs erregenden ultravioletten Strahlen nicht bis zur Haut durch. Sonnenbrände werden vermieden. Diese Folie klebten die Forscher auf eine Glasscheibe und tauchten sie in ein Bad mit einem organischen Farbstoff ein. Der bildet nach dem Trocknen eine dünne Schicht. Titandioxid und der Farbstoff fangen in Kooperation weitaus mehr Sonnenstrahlen ein als jeder einzelne. Das Licht erzeugt ein elektrisches Potenzial, das Wassertropfen dazu bringt, wich miteinander zu vereinigen. Öl, das Strom nicht leitet, wird davon nicht beeinflusst. „Das Salzwasser breitet sich auf unserer Oberfläche aus“, sagt Gibum Kwon, der zum Team gehörte und jetzt an der University of Kansas www.ku.edu lehrt. „Öl kann das nicht.“

Licht agiert wie ein Fußballer

Das Phänomen lässt sich auch anderweitig nutzen, etwa in winzigen Laboren auf einem Chip, die Krankheiten diagnostizieren oder Schadstoffe entlarven. Damit die Proben die Analyseeinheit erreichen müssen sie durch winzige Kanäle gepumpt werden. Künftig kann das ein Stift besorgen, der einen feinen Lichtstrahl aussendet. Er treibt die Tropfen, die untersucht werden sollen, vor sich her wie ein Kicker den Fußball.

via MIT

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