Forschungsteam will Schwermetalle aus Gewässern fischen

Forscherinnen und Forscher des Korea Institute of Science and Technology Europe (KIST Europe) und der Universität des Saarlandes arbeiten gemeinsam an einer umweltfreundlichen Methode, um Schwermetalle in Gewässern zu erkennen und herauszufischen. Das Team aus Molekularbiologie und Physik arbeitet hierfür auf dem Saarbrücker Campus zusammen. Das saarländische Wirtschaftsministerium fördert das Projekt im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) mit rund 580.000 Euro.

Von Arsen, Blei und Cadmium bis Quecksilber und Zink: Aus Industrie und Bergbau, aber auch etwa durch Autoabgase, Landwirtschaft, Pflanzenschutzmittel, Abfälle oder auf natürlichem Wege wie durch Vulkane gelangen Schwermetalle in Umwelt und Gewässer. Nehmen Pflanzen und Tiere diese auf, geraten die Schadstoffe in die Nahrungskette und landen schließlich im menschlichen Körper. Reichern sie sich in Organen und Geweben an, können sie der Gesundheit und durch die so in Summe entstehenden Kosten auch der Gesellschaft schaden.

Neuartige Technologie, um die Schwermetalle in Gewässern aufzuspüren.

An diesem Punkt setzt ein Projekt an, bei dem Forscherinnen und Forscher der Universität des Saarlandes und des KIST Europe zusammenarbeiten: „Unser Ziel ist es, Schwermetalle aus Gewässern zu entfernen. Hierfür entwickeln wir fachübergreifend eine neuartige Methode“, sagt der Experimentalphysiker Uwe Hartmann von der Universität des Saarlandes. Schwärme aus biologischen „Nano-Angeln“ sollen die Schwermetall-Teilchen fest an den Haken nehmen und ihren Fang aus dem Wasser befördern. Die Saarbrücker Physiker entwickeln derzeit die Technologie, um die Schwermetalle in Gewässern aufzuspüren. Die Mikrobiologen am KIST Europe bauen die Nano-Angeln, die die Partikel im Wasser einfangen.

Zahlreiche Testreihen mit Wasserproben

Das Forschungsteam erprobt seine Technologie im Rahmen zahlreicher Testreihen mit Wasserproben. „Wir testen derzeit die erste Generation des FET und gehen davon aus, dass wir das Konzept schon sehr bald demonstrieren können“, erklärt Haibin Gao. „Auf längere Sicht arbeiten wir unter anderem daran, zu klären, wie wir Interferenzen, also Einflüsse, die die Messungen stören, mittels Algorithmen auf Basis von Künstlicher Intelligenz minimieren können“, sagt der Forscher.

Ziel: Methoden zu erforschen und zu entwickeln, um sie mit umweltfreundlichen Verfahren aus dem Wasser heraus zu befördern

Nachdem die Schwermetallpartikel von den Feldeffekttransistoren erkannt und mithilfe der Phagen-Angeln dingfest gemacht werden können, gilt es auf längere Sicht, Methoden zu erforschen und zu entwickeln, sie mit umweltfreundlichen Verfahren aus dem Wasser heraus zu befördern. „Perspektivisch wollen wir beispielsweise versuchen, die Phagen zusätzlich mit magnetischen Nanopartikeln zu verbinden, so dass die Komplexe mit Magneten aus dem Wasser entfernt werden könnten“, sagt Uwe Hartmann. „Wir werden der Frage nachgehen, wie wir den Schwermetall-Nachweis und das Verfahren zur Entfernung der Schwermetalle in der praktischen Anwendung am besten kombinieren können. Auch werden wir daran arbeiten, mehrere Schwermetalle zugleich zu analysieren, um die Methode effektiver zu machen“, wirft Uwe Hartmann einen Blick in die Zukunft dieser neuartigen Technologie.

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Diese News erscheint im Rahmen der saarländischen Transferinitiative. Partner der Initiative sind die saaris GmbH, die FITT gGmbH sowie die Triathlon Transfer GmbH. Ziel der gemeinsamen Aktivitäten ist die nachhaltige Stärkung des Technologietransfers im Saarland und damit die gezielte Weiterentwicklung und Wettbewerbsfähigkeit des saarländischen Wirtschaftsstandortes.