Forschung: Schweizer und italienische Forscher verwenden 3D-Druck, um Mikrogeräte für sauberes Wasser kostengünstig zu erstellen

Um mehr sauberes Wasser der Welt zur Verfügung zu stellen, sind innovative oder zumindest aber optimierte Prozesse konventioneller Verfahren notwendig. Forscher aus der Schweiz und Italien erläutern in einer neuen Forschungsarbeit die Vorteile fortschrittlicher Mikro-Reinigungsgeräte, in der auch die 3D-Drucktechnologie eine wesentliche Rolle spielt.

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Während die meisten von uns Wasser für die Gewährung nehmen – und sogar täglich viel davon verschwenden, z.B. indem beim Zähne putzen das Wasser läuft, halbleere Geschirrspülmaschinen angestellt werden usw. – ist Wasser in vielen Regionen der Welt eine wichtige Ware und ein dringender Bedarf um überleben zu können. Kleine Maschinen, die als „Schwimmer“ bezeichnet werden, wurden in den letzten Jahren für den Einsatz in der Wasserreinigung vorgeschlagen, aber wie die Forscher betonen, sind sie oft schwer wiederherzustellen, wenn sie erst einmal an einer Stelle in Betrieb genommen werden. Das erhöht die Kosten immens.

Mikrogeräte zur Wasserreinigung
Das Bild zeigt die photoaktiven / antimikrobiellen Mikrogeräte aus dem 3D-Drucker, die für die Wasserreinigung eingesetzt werden können (Bild © Roberto Bernasconi et. al./sciencedirect.com).

Die Autoren der jetzt veröffentlichten Studie „Magnetic navigable 3D printed multifunctional microdevices for environmental applications“ haben deshalb einen 3D-gedruckten mikrorobotischen Prototyp entwickelt, der in der Lage ist, Schadstoffe zu finden und Bakterien abzutöten. Von Mikrometern bis hin zu Millimetern können die kleinen Maschinen kostengünstig und schnell gefertigt werden – bei einfacher Serienfertigung. Die Mikrogeräte, die im SLA-3D-Druckverfahren gefertigt wurden, wurden mit einer Magnetschicht (bestehend aus Silber) hergestellt, die eine Fernwirkung durch ein kontrollierendes Magnetfeld ermöglicht. Die Mikrobauteile wurden ebenfalls mit einem Silber/Titan-Verbund beschichtet.

Die Technik, die für diese kleinen Geräte verwendet wird, nennt man „Trommelbeschichtung„, die es ermöglicht, ein Volumen von Gegenständen in einen Behälter zu legen und Strom durch Kontakt der Teile und des Behälters zu leiten.

Da der 3D-Druck fast alle erdenklichen Bereiche betrifft, bildet die Wasserindustrie keine Ausnahme – und die Ergebnisse konnten nicht nur in der Forschung und Entwicklung für bessere Systeme, sondern auch in den heutigen Prozessen einen echten Unterschied machen. Teilweise wurden Verbesserungen bei Wasseraufbereitungsmaterialien wie Membranen, Geräten zur Messung der Wasserqualität und sogar bei der Verbesserung des Zugangs zu sauberem Wasser insgesamt vorgenommen.

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