Forscher haben eine Emulsion aus Wasser, superkritischem Kohlendioxid und einem Polyäther entwickelt, die in ersten Tests 98 Prozent von vorher hinzugefügten metallischen Verunreinigungen aus verschiedenen Materialien entfernt hat. Die Forscher vom Los Alamos National Laboratory präsentierten ihre Ergebnisse auf der diesjährigen Tagung der American Chemical Society in Orlando.
Für sich allein ist superkritisches Kohlendioxid bereits ein effektives Lösungsmittel für viele verschiedene Materialien, allerdings nicht für Metallionen. Man benutzt superkritisches Kohlendioxid beispielsweise zur Entkoffeinierung von Kaffee oder zur Reinigung von Halbleitermaterialien.
Ab einem bestimmtem Druck wird Kohlendioxid “superkritisch”, wenn seine Temperatur über 31 Grad Celsius liegt. Das besondere an diesem Zustand ist, dass es dabei zwischen gasförmigem und flüssigem Zustand keine abrupten Übergänge gibt, sondern das Kohlendioxid während des Gas-Flüssig-Übergangs homogen bleibt. Für die theoretische Erklärung dieses Phänomens erhielt Johannes Diderik van der Waals (1837-1923) im Jahr 1910 den Physiknobelpreis.
Mark McCleskey und seine Kollegen testeten die Emulsion, indem sie Papier, Holz und Zement mit Kupfer und Europium verunreinigten und anschließend mit ihrer Emulsion reinigten. Dabei konnten sie 98 Prozent der beiden Metalle wieder herauslösen. Anschließend gelang es ihnen, durch Veränderung des Drucks des superkritischen Kohlendioxids und Hinzufügen von weiterem Wasser die metallischen Verunreinigungen aus der Emulsion zu entfernen, so dass sie die Emulsion ein zweites Mal verwenden konnten. Bei der zweiten Anwendung erreichte die Emulsion beim Reinigen noch 81 Prozent ihrer Anfangskapazität.
Axel Tillemans
