PFAS belasten weltweit Gewässer, Böden und zum Teil auch das Trinkwasser. Die Stoffgruppe ist so stabil, dass sie in der Umwelt kaum zerfällt und deshalb oft als Ewigkeitschemikalien bezeichnet wird. Forschende der University of Bath haben nun eine biobasierte Membran entwickelt, die den PFAS-Vertreter PFOA gezielt aus Wasser bindet und danach erneut verarbeitet werden kann. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse in ACS Applied Materials & Interfaces.

Wasser aktiviert die Filterwirkung

Die Membran besteht aus einem Netz aus extrem feinen Polyamid-Nanofasern. Das Material basiert auf biobasierten Furan-Bausteinen und damit auf erneuerbaren Rohstoffen statt auf vollständig fossilen Ausgangsstoffen. Nach Angaben des Teams sind die Fasern hunderte Male dünner als ein menschliches Haar. Treffen sie auf Wasser, nehmen sie Feuchtigkeit auf, quellen an und verdichten sich zugleich zu einer engeren Struktur. Genau dieser Effekt verbessert die Bindung des Schadstoffs PFOA, einer früher häufig eingesetzten PFAS-Verbindung aus Beschichtungen und anderen Industrieanwendungen.

Im Versuch entfernte die Membran 94,6 Prozent des PFOA aus dem Wasser. Etwa die Hälfte wurde schon innerhalb einer Stunde eingefangen. Auch nach dem Auswaschen blieb der Schadstoff im Material gebunden. Das ist bemerkenswert, weil viele etablierte Verfahren wie Aktivkohle oder Ionenaustauscher PFAS zwar entfernen können, dabei aber oft häufig ersetzt oder aufwendig regeneriert werden müssen.

Mehrfach nutzbar statt Einwegfilter

Für die Bioökonomie ist der Ansatz aus zwei Gründen interessant. Zum einen stammt das Filtermaterial aus biobasierten Bausteinen. Zum anderen lässt sich die Membran laut dem Team nach einer Wärmebehandlung und erneutem Verspinnen wiederherstellen. Dabei erreichte sie bis zu 93 Prozent ihrer ursprünglichen Aufnahmekapazität. Aus einem klassischen Einwegmaterial könnte damit ein wiederverwendbarer Filter werden.

Noch ist das Verfahren klar im Labormaßstab. Bis zu einem robusten Einsatz in Wasserwerken oder industriellen Reinigungsprozessen sind weitere Tests nötig, etwa mit realen Wasserproben und mit anderen PFAS-Verbindungen. Das Forschungsteam will die Technologie nun weiterentwickeln und die Regeneration weiter optimieren.

ag