Een internationaal team onderzoekers ontwikkelde een membraan voor het zuiveren van water waarmee het afval uit het water weer een grondstof wordt. Inspiratie voor het nieuwe materiaal haalden ze uit de mossel.
Een nieuw membraan kan de organische componenten en zouten uit afvalwater zo goed isoleren dat deze opnieuw kunnen worden gebruikt. Dit maakte het internationale team van wetenschappers uit China, Korea, Singapore, Australië, België en Engeland dat het membraan ontwikkelde donderdag 3 augustus bekend in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Water. De inspiratie voor het ontwerp vonden ze deels bij de mossel: het membraan heeft een deklaag dat dezelfde stof bevat als mosselen gebruiken om zichzelf op steen of hout vast te lijmen.
Fijne zeef
Een membraan is een dun vel dat fungeert als een zeer fijne zeef, in dit geval met poriën op nanoformaat – dus met een grootte in de orde van een miljoenste van een millimeter. Het zuiveren van water met membranen gebeurt of met nanofiltratie, waarbij het water onder hoge druk door zo’n membraan wordt geperst, of met elektrodialyse, waarbij zouten door membranen heen van de ene naar de andere vloeistof worden geleid met een elektrische stroom.
De nieuw ontwikkelde methode maakt gebruik van elektrodialyse. Hierbij maakt de kleverigheid van de deklaag dat sommige moleculen wel en andere niet door het membraan heen gaan. Deze deklaag bestaat uit het polymeer polyethyleenimine (PEI) en de mossellijmstof polydopamine (PDA).
Efficiëntie
De onderzoekers testten het membraan op vier soorten antibiotica in een zoutwateroplossing en concludeerden dat de efficiëntie van het membraan ongekend hoog was: het lukte om meer dan 99 procent terug te winnen van zowel de antibiotica als het zout. Bij bestaande membranen ligt die efficiëntie tussen de 90 en 95 procent, zeggen de onderzoekers zelf in een persbericht naar aanleiding van de publicatie.
Afvalwater als goudmijn
Het terugwinnen van stoffen uit afvalwater past in een trend om afvalwater als bron voor grondstoffen te beschouwen. Zoals bij ingenieursbureau Royal HaskoningDHV, waarvan zowel in 2022 als in 2023 een werknemer meedong om de Prins Frisoprijs met een techniek waarbij afvalwater als ‘goudmijn’ wordt beschouwd.
Biomimetica
Ook het afkijken bij de natuur (biomimetica genoemd) is iets dat vaker gebeurt. Zo kopieerden wetenschappers de manier en het moment waarop mosselen hun lijm verstevigen met metalen, maakten ze onderwatersensoren gebaseerd op snorharen van zeehonden en vormen vogelvleugels inspiratie voor vliegtuigvleugels en windturbines.
Openingsbeeld: Alejandro Pinero Amerio, via Unsplash
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.