Ewigkeitschemikalien stecken in Pfannenbeschichtungen, Outdoorjacken, Kosmetik und Löschschäumen und gelangen von dort in Böden, Flüsse und Trinkwasser. Ihr Abbau in der Umwelt ist so langsam, dass er praktisch nicht stattfindet, und gängige Filterverfahren erfassen jeweils nur einen Teil der Stoffgruppe. Ein Forschungsteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg verfolgt deshalb einen anderen Weg und lässt die Schadstoffe an magnetische Partikel andocken, die sich anschließend gezielt abziehen lassen. Getestet wurde das Verfahren an einer tatsächlich belasteten Trinkwasserquelle, und der dort erreichte Wert unterschreitet die seit Kurzem geltende deutsche Vorgabe.
Hinter dem Begriff PFAS verbergen sich mehrere tausend per- und polyfluorierte Verbindungen, deren gemeinsames Merkmal die Bindung zwischen Kohlenstoff und Fluor ist. Sie zählt zu den stabilsten Bindungen der organischen Chemie und macht die Stoffe hitzebeständig, wasser- und fettabweisend, was sie für Industrie und Alltagsprodukte so nützlich macht. Dieselbe Stabilität führt jedoch dazu, dass die Verbindungen in der Umwelt kaum zerfallen, sich in Organismen anreichern und über Jahrzehnte im Wasserkreislauf bleiben. Deshalb hat sich der Begriff Ewigkeitschemikalien eingebürgert. Seit 2026 gilt in Deutschland für die Summe bestimmter PFAS im Trinkwasser ein Grenzwert von 100 Nanogramm pro Liter, was einem Verhältnis von einem Zehnmilliardstel entspricht und entsprechend empfindliche Analytik verlangt.
Die technische Schwierigkeit liegt weniger im Nachweis als in der Entfernung. Klassische Verfahren wie Aktivkohlefilter oder Ionentauscher arbeiten je nach Kettenlänge und Ladung der Moleküle unterschiedlich gut, sodass kurzkettige Verbindungen häufig durchrutschen. Zudem verlieren die Materialien mit der Zeit ihre Kapazität und müssen aufwendig entsorgt werden. Aus derselben Logik heraus rücken zunehmend Ansätze in den Blick, die Schadstoffe stofflich weiterverwerten statt nur zurückzuhalten, etwa wenn unsortierter Plastikmüll direkt zu Wasserstoff wird. Für die Wasseraufbereitung wäre eine Lösung ideal, die möglichst viele Vertreter der Stoffklasse gleichzeitig erfasst und sich zugleich einfach vom gereinigten Wasser trennen lässt.
Johannes Voß und Linda Rockmann aus der Arbeitsgruppe von Marcus Halik am Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe haben dafür Nanopartikel aus Eisenoxid entwickelt, also aus chemisch nichts anderem als Rost. Entscheidend ist die Oberfläche, die mit maßgeschneiderten Molekülen besetzt wird, an denen unterschiedliche PFAS andocken. Weil die Partikel ein besonderes magnetisches Verhalten zeigen, lassen sie sich samt gebundener Fracht mit einem Magneten aus dem Wasser ziehen, ohne dass Filter oder Membranen nötig wären. Je nach Funktionalisierung erfassen die Teilchen ein breites Spektrum der Stoffklasse, andere Varianten lassen sich nach der Abtrennung regenerieren und mehrfach einsetzen. Die Partikel sind laut den Angaben zur Studie nicht toxisch und technisch skalierbar, und die Erlanger Projektbeschreibung ordnet sie als Plattform für unterschiedliche Anforderungen ein.
Entscheidend für die Bewertung ist, dass die Gruppe nicht bei Reinstwasser im Labor stehen blieb. Geprüft wurde an einer real kontaminierten Trinkwasserquelle, an Flusswasser, an Waschwässern aus der Bodensanierung und an Waschwasser von Outdoor-Textilien, also an Proben mit Schwebstoffen, Salzen, organischem Material und Mikroorganismen, die Adsorptionsverfahren üblicherweise ausbremsen. An der belasteten Quelle sank die PFAS-Konzentration um 87 Prozent und lag damit unter dem Grenzwert von 100 Nanogramm pro Liter. Bemerkenswert ist dabei weniger der Prozentwert allein als die Robustheit gegenüber der Zusammensetzung des Wassers, denn genau daran scheitern viele Verfahren beim Sprung aus dem Labor in die Praxis. Die zugehörige Arbeit ist in Materials Today erschienen und beschreibt die Oberflächenchemie im Detail.
Über die gelösten Moleküle hinaus zeigte das Team erstmals, dass sich dasselbe Prinzip auf fluorhaltiges Mikroplastik anwenden lässt. Solche Partikel entstehen als Abrieb beim Waschen von Funktionskleidung oder stecken in Kosmetika und liegen damit in einer Größenordnung, die zwischen einzelnen Molekülen und sichtbaren Kunststoffresten liegt. Damit deckt ein einziges Materialkonzept zwei Schadstoffklassen ab, die bisher getrennt behandelt wurden. Wie weit die Belastung durch feinste Kunststoffpartikel reicht, macht der Befund deutlich, dass Nanoplastik in Wolken unter Sonnenlicht ein Krebsgift freisetzt. Offen bleibt, wie sich der Ansatz auf große Durchsätze in Wasserwerken übertragen lässt und was die Rückgewinnung der beladenen Partikel im Dauerbetrieb kostet.
Materials Today, Funktionalisierte magnetische Eisenoxid-Nanopartikel zur Entfernung von PFAS und fluorhaltigem Mikroplastik aus Wasser; doi:10.1016/j.mattod.2026.103471