Magnetische Seife soll Umwelt schützen

Magnetische Tenside

Bristol (Großbritannien) – Die nach Angaben der Entwickler erste Magnet-Seife der Welt ist selbst dann noch magnetisch, wenn sie erfolgreich den Dreck gelöst hat und gut verteilt im Wasser schwimmt. Dadurch lässt sie sich dann samt Schmutz gezielt aus der Flüssigkeit ziehen. Das gilt auch für waschaktive Substanzen, die etwa bei einer Ölkatastrophe oder in der Industrie zum Einsatz kommen, berichtet ein internationales Forscherteam. Der Trick liegt in den eisenhaltigen Salzen, die die Forscher in die Moleküle der Flüssigseife eingebettet haben. So lassen sich die Partikel auch von Magnetfeldern beeinflussen, wenn sie längst im Waschwasser gelöst sind – eine Fähigkeit, nach der Wissenschaftler lange gesucht haben. Sie berichten im Fachblatt „Angewandte Chemie“ von ihren sogenannten magnetisch ionischen Flüssigtensiden (MILS), einer ganz neuen Stoffklasse. Noch handelt es sich um Prototypen, doch winken eine Reihe neuer Einsatzfelder: von der Wasseraufbereitung über industrielle Reiniger bis zum Umweltschutz.

„Obwohl diese Flüssigkeiten noch nicht für Haushaltsprodukte geeignet sind, könnte weitere Forschung das Phänomen in kommerziell praktikablere Flüssigkeiten umsetzen“, berichtet Julian Eastoe von der University of Bristol. Gemeinsam mit Forschern der Universität Köln und der Central China Normal University in Wuhan hatte sein Team die ungewöhnlichen Tenside entwickelt – nachdem Eastoe an Seifen gearbeitet hatte, die für Licht, Kohlendioxid oder auch Druck- und Temperaturänderungen empfindlich waren. Tenside sind im Waschmittel wie in der Seife langkettige Moleküle. Sie haben jeweils ein wasserliebendes, also hydrophiles, sowie ein wasserabweisendes, aber fettliebendes, also hydrophobes Ende.

Beim Reinigungsvorgang lösen sie fettige Schmutzpartikel ab und bilden um sie herum eine Hülle, deren viele hydrophile Enden nach außen zeigen. Eastoes Team nutzte nun sogenannte ionische Flüssigkeiten, Ionensalze, die bei Raumtemperatur keine Kristalle bilden. Die Forscher verstärkten die metallischen Anteile solcher Substanzen mithilfe von Eisensalzen. So entstanden in den Seifenmolekülen metallische Komplexe. Hüllen die Tenside nun Fettpartikel ein, liegen diese Eisenanteile dicht beieinander und reagieren gemeinsam auf äußere Magnetfelder. Sie lassen sich lenken, sogar entgegen der Schwerkraft nach oben, und nehmen dabei die gesamte Hülle samt Schmutzpartikel mit. Es gelang außerdem, diese Klumpen durch eine Grenzschicht zwischen Wasser und Öl gegen die Oberflächenspannung hindurch zu ziehen.

Um genau zu prüfen, was in der magnetischen Flüssigseife vor sich geht, untersuchten die Bristoler Forscher ihre Substanzen am französischen Institut Laue-Langevin in Grenoble, dem Standort der weltstärksten Neutronenquelle. Da die eisenreichen Tenside für gewöhnliche Mikroskope zu klein sind, musste die Technik der Neutronenstreuung zeigen: Es ist tatsächlich ihr Zusammenklumpen, das die Tensidmoleküle für Magnetfelder ausreichend empfindlich macht. Die Anwendungsmöglichkeiten der neuen Substanzklasse sind denkbar vielfältig. Der hohe Eisengehalt beeinflusst auch die elektrische Leitfähigkeit, den Schmelzpunkt und die Form der Klumpen. Durch ein einfaches An- oder Ausschalten des Magnetfelds ließe sich auch die Wasserlöslichkeit der Moleküle gezielt steuern – alles Eigenschaften, die sie für unterschiedlichste Einsätze in der Reinigung, der Stofftrennung, Katalyse und Umwelttechnik geeignet machen.