Nachhaltige Membranen zur Trinkwasserreinigung

Mem­bra­nen sind wahre Alleskön­ner: als feine, durch­läs­sige Mate­ri­alien lassen sie bes­timmte Stoffe gezielt durch und hal­ten andere zurück. Sie reini­gen Trinkwass­er, tren­nen Gase, helfen beim Recy­cling sel­tener Rohstoffe oder kom­men in der Medi­z­in­tech­nik zum Ein­satz. Prof. Dr. Han­nah Roth erforscht, wie sich Mem­bra­nen nach­haltiger her­stellen, leis­tungs­fähiger gestal­ten und bess­er in Prozesse inte­gri­eren lassen. Seit Kurzem ist sie Pro­fes­sorin für Tech­nisch-Makro­moleku­lare Chemie für die Wasser­forschung an der Fakultät für Chemie der Uni­ver­sität Duis­burg-Essen (UDE).

„Viele heutige Mem­bra­nen beste­hen aus erdöl­basierten Kun­st­stof­fen und wer­den mit gesund­heits- und umweltschädlichen Lösungsmit­teln hergestellt“, erk­lärt Roth. „Ich suche nach neuen Wegen – mit umwelt­fre­undlichen Kun­st­stof­fen und mit sog­ar kom­plett lösungsmit­tel­freien, wäss­ri­gen Ver­fahren.“ Dabei geht es nicht nur um Nach­haltigkeit: „Ich bin überzeugt, dass neue Mate­ri­alien und Her­stel­lver­fahren auch bessere Trennleis­tun­gen ermöglichen.“

Roths Ziel ist es, funk­tionelle Fasern und Filme für anspruchsvolle Tren­nauf­gaben zu erforschen, von der Trinkwasser­auf­bere­itung über die Rück­gewin­nung von Lithi­um bis hin zu elek­tro­chemis­chen Prozessen für eine CO₂-freie Energiev­er­sorgung. Auch Anwen­dun­gen in der Medi­z­in­tech­nik, etwa bei der Dial­yse, spie­len eine Rolle – und über­all dort, wo gezielt Stoffe in wäss­ri­gen Lösun­gen getren­nt oder zurück­ge­hal­ten wer­den müssen. Mit Dial­yse­mem­bra­nen wer­den Gift­stoffe und über­schüs­siges Wass­er aus dem Blut ent­fer­nt und so die Funk­tion der Niere ersetzt.

Ein Schw­er­punkt ihrer Forschung liegt auf inno­v­a­tiv­en Her­stel­lungsver­fahren. Mit ihrer Meth­ode „Chem­istry in a Spin­neret“ hat Roth ein Ver­fahren entwick­elt, bei dem mehrschichtige, funk­tionelle Mem­bra­nen in nur einem Schritt entste­hen. Dabei lassen sich ver­schiedene Mate­ri­alien gezielt kom­binieren – etwa eine dünne Schicht, die winzige Schad­stoffe aus Wass­er her­aus­fil­tert, gestützt von ein­er weit­eren Schicht, die mech­a­nisch beson­ders sta­bil ist. Die Tech­nik ist vielver­sprechend für indus­trielle Anwen­dun­gen in der Wassertech­nik, der Umwelt­tech­nolo­gie und für weit­ere indus­trielle Prozesse.

Han­nah Roth studierte Ver­fahren­stech­nik an der RWTH Aachen und pro­movierte dort 2021 mit Ausze­ich­nung. Während ihrer Pro­mo­tion forschte sie am DWI – Leib­niz-Insti­tut für Inter­ak­tive Mate­ri­alien sowie als Gast­wissenschaft­lerin an der Uni­ver­si­ty of Mel­bourne. Zwis­chen­zeitlich arbeit­ete sie bei FURTHRre­ser­ach, einem Start-up, das eine Soft­ware für Forschungs­daten­man­age­ment vertreibt. Zulet­zt war sie Assis­ten­zpro­fes­sorin an der Uni­ver­si­ty of Twente in den Nieder­lan­den. Für ihre Forschung wurde sie mehrfach aus­geze­ich­net, zulet­zt 2024 mit dem renom­mierten VENI-Grant der nieder­ländis­chen Forschungs­ge­mein­schaft NWO (Ned­er­landse Organ­isatie voor Weten­schap­pelijk Onderzoek).