Size is important

Neue Hightech-Filtertechnologie zur Nanoplastik-Detektion

Plastikmüll stellt eine der größten Herausforderungen für die Umwelt dar. Besonders problematisch sind dabei Mikro- und Nanoplastikpartikel, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, aber erhebliche Auswirkungen auf Mensch, Tier und Umwelt haben können. Das Forschungsprojekt mit dem Titel „Size is important 2“ widmet sich diesem Problem, indem es eine innovative Filtertechnologie entwickelt, die winzigste Plastikpartikel effizient nachweisen kann.

Präzisionsfilter für unsichtbare Gefahren

Im Rahmen des Projekts arbeiten das Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) und das Alfred-Wegener-Institut (AWI), gemeinsam an der Entwicklung von Silizium-Filtern mit Nanoporen. Diese Filter sollen winzige Plastikpartikel aus Umweltproben extrahieren und damit eine präzisere Analyse ermöglichen als bisherige Verfahren. Anders als herkömmliche Filtermaterialien, die oft selbst aus Plastik bestehen und zufällig verteilte Poren aufweisen, bietet die Siliziummembran gleichmäßig angeordnete Poren in definierten Abständen. Dies erleichtert die Identifizierung von Nanoplastik und vermeidet potenzielle Kontamination durch Filtermaterialien. Die Herstellung der Filter basiert auf bewährten Halbleitertechnologien, die eine vergleichweise hohe Präzision ermöglichen. 

Besonders innovativ ist die Fähigkeit der Filter, Partikel mit einer Größe von nur wenigen hundert Nanometern zuverlässig zu separieren. Die Porengröße ist dabei exakt steuerbar, sodass sowohl Mikroplastik als auch Nanoplastik detektiert werden können. Dank der gleichmäßigen Verteilung der Poren lässt sich die Partikelanzahl auf der Filteroberfläche quantifizieren, was eine genauere Risikoabschätzung ermöglicht. Die Siliziumoberfläche ermöglicht zudem klare Partikelvisualisierungen und spektroskopische Analysemethoden, wie die Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FTIR) und die Raman-Spektroskopie, welche zur Identifikation der Plastikpartikel eingesetzt werden.

Zusammenarbeit für innovative Umwelttechnologien

Das Projekt basiert auf einer engen Kooperation zwischen Forschungseinrichtungen und Industriepartnern und wird gefördert durch WTSH – Wirtschaftsförderung und Technologietransfer Schleswig-Holstein GmbH. Neben dem ISIT und AWI ist die Smartmembranes GmbH beteiligt, welche die kommerzielle Verwertung der Filtertechnologie vorantreibt. Während das ISIT die Filterentwicklung und -produktion übernimmt, konzentriert sich das AWI auf die Evaluation der Filter in realen Umweltproben entlang der Küsten Schleswig-Holsteins. Die Zusammenarbeit ermöglicht eine umfassende Risikoabschätzung zur Verbreitung von Nanoplastik in der Umwelt. Die Ergebnisse des Projekts könnten langfristig neue Standards in der Umweltanalytik setzen. Durch die Bereitstellung der Filter für Forschungseinrichtungen, Universitäten und Unternehmen in Schleswig-Holstein wird die regionale Innovationskraft gestärkt. Mit der erfolgreichen Umsetzung dieses Projekts leisten die Partner einen wichtigen Beitrag zur Lösung eines der größten Umweltprobleme unserer Zeit.