Winzigste Löcher in Stahlfolie: Lasergebohrter Filter holt Mikroplastik aus Wasser!

Mikroplastik verbreitet sich überall: in der Luft, im Boden, in den Seen und im Meer. Sogar in menschlichen und tierischen Körpern haben Wissenschaftler die winzigen Partikel bereits gefunden. Von ihnen geht eine Gefahr au, von der niemand weiß, wie groß sie ist. Fördern die Plastikstückchen Krebs? Entzündliche Prozesse? Was können sie außerdem anrichten? Besser, wir ziehen schnell die Reißleine, in der Hoffnung, noch etwas zu retten. Doch gerade weil Mikroplastik so winzig ist, lässt es sich bislang kaum aus dem Wasser filtern. Und unser Abwasser ist das Eingangstor zur Umwelt.

Laserstrahlen dienen der Produktion feinster Filter

Millionen von mikroskopisch kleinen Löchern

Wie lässt sich verhindern, dass Mikroplastik in die Natur gerät? Mit einem extrem feinen Filter, der allerdings schwierig herzustellen ist. Nun haben Ingenieure am Fraunhofer Institut für Lasertechnik (ILT) einen Filter geschaffen, der diesem Job gewachsen ist. Er enthält Stahlfolien mit vielen Millionen mikroskopisch kleinen Löchern, jedes ist nur 10 Mikrometer »groß«. Die Partikel sind etwas größer, bleiben im Versuch daran hängen und lassen sich so aussortieren, bevor sie irgendeinen Schaden anrichten. Bisherige Wasseraufbereitungslagen konnten die Partikel nie ausreichend filtern, diesem Produkt jedoch gelingt es.

Der Mehrstrahllaser schafft 144 Löcher auf einmal

Die Herstellung des Filters erfolgt mittels Laserstrahlen. Die Projektleiterin Andrea Lanfermann erklärt dazu, dass die größte Herausforderung darin bestand, möglichst zügig möglichst winzige Löcher in die Metallfolie zu bohren. Der Ultrakurzpulslaser TruMicro 5280 Femto Edition erwies sich als passendes Werkzeug, ihn verwendeten die Forscher im Mehrstrahlverfahren. Dabei erzeugte das Gerät eine Matrix mit identischen Strahlen, um immer 144 Löcher zugleich ins Material zu graben. Das fertige Stahlblech befestigten die Wissenschaftler auf einem gröberen Gitterblech, damit der Wasserdruck es nicht mitreißt oder zerstört.

Der erste Test erfolgte direkt in einer Kläranlage unter Normalbedingungen. Bei dem zu filternden Material handelte sich um das extrem feinkörnige Pulver aus 3D-Druckern, das zuvor in Wasser gelöst wurde. Nun arbeiten andere Fachleute an einem Mehrstrahllaser für die industrielle Anwendung. Der Bohrprozess soll damit 20 bis 50 Mal schneller laufen, sodass sich die Filterherstellung für den allgemeinen Markt lohnt.