Die meisten Polymermembranen in technischen Anwendungen sind nicht nachhaltig, denn sie bestehen aus synthetischen, erdölbasierten Komponenten und sind nicht biologisch abbaubar. Zudem ist ihre Funktion oft auf eine reine Stofftrennung beschränkt, ohne die Membranen aktiv in reaktive Verfahren einzubinden. Die neue Nachwuchsgruppe „Filtrolution“ hat es sich zum Ziel gesetzt, Membranen herzustellen, die eine gezielte Trennfunktion mit Reaktivität und Nachhaltigkeit vereinen. Gefördert wird das Vorhaben am Institut für Nanoskalige und Biobasierte Materialien vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.

Ausgangspunkt für die innovativen Materialien sind biobasierte Polymere, die als Nanopartikel zum Beispiel aus Holz, Baumwolle, Algen oder Pilzen gewonnen werden. Das Team arbeitet dabei nach dem Prinzip der Emulsion, einer bestimmten Strukturierung der Bionanopartikel in Öl-Wasser-Systemen. Emulsionen begegnen uns im täglichen Leben in Kosmetika oder verschiedenen Nahrungsmitteln, können allerdings auch zur Herstellung von Materialien genutzt werden. Nanopartikel lagern sich in Emulsionen an der Grenze zwischen Öl und Wasser an und stabilisieren die feinen Tröpfchen – es entstehen die sogenannten Pickering-Emulsionen. 

Diese sind einfach kontrollierbar und ermöglichen eine gezielte Einstellung der Porosität der späteren Membran. Zudem schaffen sie ein selektives Umfeld für chemische Reaktionen in der Wasser- oder Ölphase – ein außerordentliches Potenzial, das bisher kaum ausgeschöpft wurde!