Hydrogel baut Mikroplastik im Wasser ab

Aufnahme, Transport und Abbau der Partikel erfolgt autonom

Bisherige Verfahren zur Entfernung dieser winzig kleinen Kunststoffpartikel beruhen häufig auf stationären Filtersystemen mit hohem Kosten- und Energieaufwand. Ein Forschungsteam am Institut für Anorganische Chemie hat nun ein vielseitiges Material entwickelt, das neue Wege in der Umweltsanierung eröffnet. Das Hydrogel wird in das verunreinigte Wasser gegeben und sinkt zu Boden. Dort quillt das Polymer bei niedrigen Temperaturen auf und nimmt Mikroplastik sowie vorhandene Glukose aus der Umgebung auf. Ein eingebettetes Enzym wandelt die Glukose in Sauerstoff um, der in den Poren gespeichert wird und dem Gel Auftrieb verleiht. Es steigt wie ein Shuttle wieder nach oben. „Das funktioniert ein bisschen wie bei einem Heißluftballon unter Wasser“, erklärt Dr. Dennis Kollofrath, Erstautor der Studie.

Ein flexibles Werkzeug für die Umwelttechnik

An der Wasseroberfläche zersetzt ein Photokatalysator unter Lichteinwirkung die Kunststoffteilchen. Das Hydrogel erwärmt sich, schrumpft und setzt dabei das Gas frei, wodurch es wieder absinkt. Durch diesen selbsttätigen Wechsel zwischen Auf- und Abstieg reinigt das Gel das Wasser kontinuierlich. Bislang ist das Gel ein Prototyp aus thermoresponsivem Polymer, porösen Organosilikatpartikeln und einem Photokatalysator, das im Labor erfolgreich Polystyrol zersetzte. Die eingesetzten Nanopartikel lassen sich prinzipiell verändern, um auch andere Schadstoffe, etwa PET, gezielt zu entfernen. „Wir haben bereits etliche Kooperationsanfragen zu diesem anpassungsfähigen Konzept erhalten“, sagt Dennis Kollofrath. Im nächsten Schritt kämen Tests unter realeren Bedingungen mit Seewasser, Sedimenten und Algen.

Hier finden Sie weitere Informationen:

• A Self-Regulating Shuttle for Autonomous Seek and Destroy of Microplastics from Wastewater. Kollofrath, D.; Kuhlmann, F.; Requardt, S.; Krysiak, Y.; Polarz, S.; Nat Commun 2025, 16 (1), 6707
• Forschungsteam der Leibniz Universität Hannover setzt Hydrogel gegen Mikroplastik ein