Forscher der University of Waterloo haben ein neues Material entwickelt, das mehr als das Achtfache seines Gewichts an Öl aufnehmen kann und damit eine neue Lösung zur Vermeidung von Grundwasserverschmutzung durch Ölunfälle oder Unfälle bietet. Die Studie „Fabrication of Triblock Elastomer Foams and Gelation Studies for Oil Spill Remediation“ wurde veröffentlicht In Makromolekulare schnelle Kommunikation.
„Die derzeitige Technologie zur Ölgewinnung hinkt hinterher“, sagte Tizazu Mekonnen, Professor an der Fakultät für Chemieingenieurwesen in Waterloo. „Der Schutz unserer Umwelt ist von entscheidender Bedeutung. Deshalb ist die Entwicklung fortschrittlicher Technologien wie dieses Polymers für die Beseitigung künftiger Grundwasserverunreinigungen durch Öl unerlässlich.“
Der von Mekonnens Gruppe entwickelte Polymerschaum – formal bekannt als Triblockpolymer Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS) – verwandelt sich bei Kontakt mit Öl in ein Gel, das eine Verschmutzung des Grundwassers verhindert.
Dieses Polymer könnte in der Praxis für elektrische Transformatoren und Öllagerstätten eingesetzt werden, bei denen aufgrund unerwarteter Unfälle oder Naturkatastrophen wie Tornados, Erdbeben und Hurrikanen Grundwasserlecks drohen. Das Waterloo-Team arbeitete mit dem in Ontario ansässigen Hersteller Albarrie Canada zusammen, der das Projekt finanziell und technisch unterstützte.
Um herauszufinden, welches Polymer sich am besten zur Ölabsorption eignet, maßen Mekonnen und sein Team verschiedene Geldichten, testeten seine mechanischen Eigenschaften und seine Fähigkeit, möglichst viel Flüssigkeit aufzunehmen, ohne gesättigt zu werden. Jeder Polymerschaum ist so konzipiert, dass Wasser ungehindert durch seine poröse Struktur fließen kann, aber bei Kontakt mit Öl eine chemische Reaktion auslöst.
Das von den Waterloo-Forschern entwickelte Polymer ähnelte der schwammartigen Textur einer Yogamatte, wurde jedoch zu einer halbfesten gelartigen Substanz, die Öl einschließt und Lecks verhindert. Das Material ist außerdem leicht, einfach zu transportieren und das im Gel eingeschlossene Öl kann in einem zweiten Prozess vollständig zurückgewonnen werden.
Das Polymer löst außerdem ein Problem, das bei anderen Materialien zur Bekämpfung von Ölverschmutzungen im Grundwasser oder zur Sanierung der Ozeane auftritt, wie etwa eine weitere Verschmutzung durch übersättigtes Material oder Öllecks, nachdem es aus dem Wasser entfernt wurde.
„Diese Innovation hat das Potenzial, sowohl marine als auch terrestrische Ökosysteme zu schützen und so eine sauberere Umwelt für Tiere und Menschen gleichermaßen zu gewährleisten. Die Wirkung dieses Polymers geht über die unmittelbare Reaktion auf Ölverschmutzungen hinaus und bietet eine nachhaltige Lösung für die langfristige Sanierung der Umwelt“, sagte Mekonnen.
Künftig werden Mekonnen und sein Forschungsteam mit dem Industriepartner Albarrie Canada zusammenarbeiten und ihre Forschungsergebnisse auf die Transformatoröl-Eindämmungsdienste des Unternehmens anwenden, wo größere Mengen an ausgelaufenem Öl untersucht werden sollen.
Weitere Informationen:
Hyejin Lee et al., Herstellung von Triblock-Elastomerschäumen und Gelierungsstudien zur Beseitigung von Ölverschmutzungen, Makromolekulare schnelle Kommunikation (2024). DOI: 10.1002/marc.202400232