I ricercatori della TU Bergakademie Freiberg hanno sviluppato un materiale innovativo da una spugna marina coltivata. Quando le fibre della spugna reagiscono con una soluzione di ammoniaca contenente rame, come quello che si trova nell'industria elettronica, si forma il minerale atacamite. Questo minerale, che si verifica solo molto raramente in natura, si attacca così fortemente alle fibre di spugna che si crea un materiale robusto, uno con proprietà catalitiche e antibatteriche che potrebbe essere potenzialmente utilizzato come filtro industriale a base biologica.

Il professor Hermann Ehrlich ha messo un pezzo di spugna in un alcalino, soluzione di ammoniaca contenente rame che simula un bagno di rame dalla produzione di circuiti stampati per componenti elettronici. Circa 12 ore dopo la spugna era diventata blu:quando è asciutta è più forte di prima, ma comunque molto leggero.

"A un valore di pH di 9 le fibre della spugna si aprono e i composti organici della proteina cambiano, " spiega il Prof. Ehrlich. Il rame contenuto nella soluzione di ammoniaca reagisce immediatamente con i componenti organici della spugna, soprattutto con i residui di amminoacidi, e forma il minerale atacamite. "Come una corda, cristalli di dimensioni nanometriche crescono insieme alla fibra spongina, " spiega lo scienziato. Stabilizzano la struttura e allo stesso tempo assicurano che la spugna sia trattenuta nella sua microarchitettura unica. Il team guidato dal Prof. Ehrlich ha pubblicato i risultati in una pubblicazione corrente sulla rivista Materiale avanzato .

Può essere utilizzato come filtro biologico per il trattamento delle acque reflue o la rimozione degli inquinanti

Il materiale tridimensionale e poroso è intrinsecamente un filtro. Insieme alle proprietà dell'atacamite, esiste un'ampia gamma di possibilità per l'utilizzo del nuovo materiale come alternativa ai filtri sintetici. "Il nostro team è stato in grado di dimostrare sperimentalmente per la prima volta che il materiale composito costituito da spugne da bagno marine può essere utilizzato in linea di principio nello sviluppo di sensori, catalizzatori, e sistemi di filtri antibatterici, " spiega il coautore Prof. Martin Bertau dell'Istituto di tecnologia chimica della TU Bergakademie Freiberg.

Il nuovo materiale può essere riutilizzato più volte

Quando il prof. Ehrlich ha messo la spugna blu con i cristalli in una soluzione acida, la reazione è andata a ritroso:la spugna è tornata al suo stato originale e poteva essere nuovamente lavorata per ulteriori applicazioni. "Il materiale di nuova concezione può quindi essere riciclato ancora e ancora, " ha affermato entusiasta il biomineralogo di Freiberg.

"Anche dopo un massimo di 100 cicli di applicazione, la reattività del composito spongina-atacamite è ancora data, " conferma il collega Prof. Bertau. "Se il materiale alla fine non è più utilizzabile, la spugna è biodegradabile e il rame viene recuperato dalla soluzione, idealmente, elettrochimicamente con energie rinnovabili. Abbiamo già dimostrato che questo è possibile, "dice il farmacista.