Universität Kassel - Industrie zeigt bereits Interesse

Umweltfreundliches Tensid: Waschmittel aus gewöhnlichem Quarzsand

Rudolf Pietschnig

Kassel. Forscher der Universität Kassel haben auf der Grundlage von Quarzsand eine neuartige Klasse von Tensiden entwickelt. Tenside sind beispielsweise Bestandteil von Waschmitteln und Seifen. Sie sorgen dafür, dass sich Flüssigkeiten vermischen, die eigentlich nicht mischbar sind. Sie setzen zudem deren Oberflächenspannung herab und können dadurch die Benetzung von Gegenständen erhöhen.

Durch den Zusatz von Tensiden können Waschmittel etwa Öl von der Kleidung lösen. Laut Prof. Rudolf Pietschnig, Leiter des Fachgebiets Chemische Hybridmaterialien an der Universität Kassel, könnte der Stoff künftig als ein solcher Kernbestandteil von Waschmitteln, Seifen und Spülmitteln verwendet werden, aber auch für die Herstellung etwa von Baustoffen -Tenside können auch die Fließgeschwindigkeit von Beton beeinflussen. Pietschnig: „Unser Tensid beeinflusst die Oberflächenspannung von Wasser in vergleichbarem Maße wie andere bekannte Tenside.“ Allerdings weise es gegenüber herkömmlichen Produkten eine Reihe von Vorteilen auf.

Im Gegensatz zu phosphat- und phosphonathaltigen Waschmitteln etwa ist das neuartige Tensid laut Pietschnig für die Umwelt unschädlich, weil es über das Abwasser nicht zu einer Anreicherung von Nährstoffen in Gewässern kommt. Die kann zu einem vermehrten Wachstum von Algen und anderen Pflanzen führen und ein Gewässer „umkippen“ lassen. Pietschnig: „Außerdem ist das Tensid in einer sinnvollen Dosis für menschliche Zellen ungiftig.“ Ein weiterer Vorteil: Die Ausgangsstoffe für das Tensid lassen sich aus gewöhnlichem Quarzsand herstellen, der wiederum aus den zwei häufigsten chemischen Elementen der Erdkruste besteht und als Ressource so schnell nicht knapp wird.

Rudolf Pietschnig

Auf die Idee kamen die Forscher eher zufällig im Zuge ihrer Grundlagenforschung. Bis aus Sand ein Tensid wird, sind mehrere Verarbeitungsschritte notwendig. Pietschnig erklärt das Verfahren: Industriell wird der Sand zunächst zu Silicium reduziert und dann zu sogenannten Organosiliciumverbindungen weiter umgesetzt, so wie bei der Herstellung von Silikon. Der entscheidende Schritt war, dass die Forscher dabei auftretende Zwischenprodukte (Silanole) so stabilisiert haben, dass diese sich nicht von selbst verändern und gleichzeitig imstande sind, Fett in Wasser zu lösen.

Bisher wurde das neue Tensid nur in kleiner Menge im Labor hergestellt. Eine Produktion im industriellen Maßstab ist dem Kasseler Wissenschaftler zufolge aber grundsätzlich möglich. Allerdings müssten dafür Produktionsprozesse optimiert werden. Anfragen seitens der Industrie für entsprechende Kooperationen gibt es bereits.

Denkbar ist laut Pietschnig beispielsweise eine industrielle Herstellung der Tenside im Zuge der Silikonproduktion, bei der die dafür notwendigen Stoffe (Silanole) als Zwischenprodukte anfallen. Diese müssen dann zu den Tensiden weiter verarbeitet werden.

Zur Person

Prof. Dr. Rudolf Pietschnig (47) hat das silanolbasierte Tensid in Zusammenarbeit mit einer Forschergruppe der Universität Graz in Österreich entwickelt. Der gebürtige Österreicher leitet das Fachgebiet Chemische Hybridmaterialien am Institut für Chemie der Universität Kassel seit 2011 und ist Mitglied des interdisziplinären Zentrums für Nanostrukturforschung. Außerdem ist er Mitglied im EU-Netzwerk SIPs (Smart Inorganic Polymers) und einer der beiden deutschen Vertreter im Management Commitee dieser Initiative. Sie widmet sich der Entwicklung innovativer Kunststoffe als Ersatz von Materialien, die auf der Basis von Erdgas und Erdöl hergestellt werden. Pietschnig ist verheiratet und hat zwei Kinder.

Von Mirko Konrad

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