In Israël is een membraan bedacht waarmee je water kunt zuiveren, hoewel het zelf ook grotendeels uit water bestaat. Het kan tegen hoge druk en wordt daar zelfs steviger van, schrijven Boris Rybtchinski en collega’s van het Weizmann-instituut en BASF in Angewandte Chemie.

Het hydrogel-achtige spul bevat naast water twee veel grotere types moleculen: PP2b, een amfifiel afgeleide van peryleendiimide, en Nafion, een fluorhoudend polymeer dat vaak wordt gebruikt voor protonendoorlatende membranen.

Om een waterfilter te maken ga je uit van een drager van poreus polyethersulfon. Daar breng je eerst een 5 µm dikke laag PP2b op aan, en vervolgens een 12,5 µm dikke laag colloïdale Nafion-deeltjes van ongeveer 50 nm diameter.

Het idee is dan dat Nafion helemaal hydrofoob is en PP2b voor een deel. In een waterig milieu zullen de Nafion-deeltjes dus naar elkaar toe worden getrokken. Door zelfassemblage vormen ze een stevige laag die zich aan de hydrofobe delen van de PP2b-moleculen hecht. Bovendien oefent Nafion als polyelektrolyt een stevige osmotische druk uit op dat PP2b, en drukt daardoor die laag in elkaar waardoor ze nog steviger wordt.

Bij proeven bleek deze combinatie zowel zouten van zware metalen als organische moleculen, waaronder geneesmiddelresten, efficiënt tegen te houden. De auteurs weten niet helemaal precies waarom, maar gaan er van uit dat het Nafion de metaazouten tegenhoudt en het in elkaar gedrukte PP2b de rest puur op afmetingen stopt.

Daarbij blijk t het membraan bij drukken tot minstens 10 bar nog goed te werken. Bij hogere druk wordt het zo ver samengeperst dat het weinig of geen water meer doorlaat. Maar het gaat niet kapot; de auteurs gingen tot 40 bar en toen begaf de metalen draagconstructie het.

En raakt het geheel verstopt, dan blijkt het ook mogelijk de zelfassemblage terug te draaien, de componenten afzonderlijk op te zuiveren, en ze daarna weer een nieuw membraan te laten vormen.

bron: Wiley