Olja utgör en betydande fara för vattenlevande organismer. Forskare vid universiteten i Bonn och Aachen och Heimbach-GmbH har utvecklat en ny teknik för att ta bort sådana föroreningar:Textilier med speciella ytegenskaper skummar passivt bort oljan och flyttar den till en flytande behållare. Forskarna använde ytor från växtriket som modell. Studien har nu publicerats i tidskriften Filosofiska transaktioner A .

Videoklippet är lika kort som det är imponerande:Den 18 sekunder långa sekvensen visar en pipett från vilken mörkfärgad råolja droppar ner i ett glas vatten. Sedan håller en forskare ett grönt blad mot fläcken. Inom några sekunder suger bladet oljan från vattenytan, lämnar inte ens ett spår efter sig.

Stjärnan i filmen, det lilla gröna bladet, kommer från den flytande ormbunken Salvinia. Bladens speciella egenskaper gör det mycket intressant för forskare, eftersom de är extremt hydrofoba:när de är nedsänkta, de sveper in sig i en luftjacka och förblir helt torra. Forskare kallar detta beteende "superhydrofobiskt, " som kan översättas som "extremt vattenavvisande."

Dock, Salvinia-ytan älskar olja som är, på ett sätt, en baksida av superhydrofobi. "Detta gör att bladen kan transportera en oljefilm på sin yta, " förklarar Prof. Dr. Wilhelm Barthlott, emeritus vid universitetet i Bonn och tidigare chef för dess botaniska trädgårdar. "Och vi har också kunnat överföra den här egenskapen till tekniskt producerbara ytor, som textilier."

Funktionella textilier som "sugrör"

Sådana superhydrofoba ämnen kan då, till exempel, användas för att ta bort oljefilmer från vattenytor effektivt och utan användning av kemikalier. Dock, till skillnad från andra material som hittills har använts för detta ändamål, de absorberar inte oljan. "Istället, den färdas längs tygets yta, flyttas framåt enbart av dess vidhäftningskrafter, " förklarar Barthlott. "T.ex. i laboratoriet hängde vi sådana tygtejper över kanten på en behållare som flöt på vattnet. Inom en kort tid hade de nästan helt tagit bort oljan från vattenytan och transporterat in den i behållaren." Tyngdkraften ger kraften; botten på behållaren måste därför ligga under vattenytan med oljefilmen. "Oljan är sedan helt skummad - som om du använder en automatisk skumningssked för köttbuljong."

Detta gör också superhydrofoba textilier intressanta för miljöteknik. Trots allt, de lovar ett nytt tillvägagångssätt för att lösa det akuta miljöproblemet med ökande oljeutsläpp på vattendrag. Oljefilmer som flyter på vatten orsakar ett antal problem. De förhindrar gasutbyte genom ytan och är också farliga vid kontakt för många växter och djur. Eftersom oljefilmer också sprids snabbt över stora ytor, de kan äventyra hela ekosystem.

Rengöring utan kemikalier

Den nya processen kräver inte användning av kemikalier. Konventionella bindemedel absorberar helt enkelt oljan och kan då vanligtvis först brännas senare. Superhydrofobimetoden är annorlunda:"Oljen som skummas in i den flytande behållaren är så ren att den kan återanvändas, " förklarar prof. Barthlott.

Förfarandet är inte avsett för storskaliga oljekatastrofer som de som inträffar efter en tankfartygsolycka. Men särskilt små föroreningar, såsom motorolja från bilar eller fartyg, eldningsolja eller läckor, är ett akut problem. "Även mindre mängder blir en fara för ekosystemet, speciellt i stillastående eller långsamt rinnande vatten, " betonar biologen. Det är här han ser den stora tillämpningspotentialen med den nya metoden, för vilket ett patent har lämnats in av universitetet i Bonn.

Generellt, många ytor uppvisar superhydrofobt beteende, om än i varierande grad. Grundförutsättningen är först och främst att materialet i sig är vattenavvisande, till exempel på grund av en vaxbeläggning. Men det räcker inte bara:"Superhydrofobi är alltid baserad på vissa strukturer på ytan, som små hårstrån eller vårtor - ofta i nanoteknologisk skala, " förklarar botanikern från universitetet i Bonn. Det är också tack vare honom som vetenskapen nu vet mycket mer om dessa förhållanden än för några decennier sedan.

Forskningsarbetet finansieras av Deutsche Bundesstiftung Umwelt DBU. "Detta hjälper oss nu att utveckla oljeabsorberande material med särskilt goda transportegenskaper, i samarbete med RWTH Aachen University, säger Barthlott.