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Zwei-Komponenten-Spray

Nanobeschichtung sorgt für saubere Toiletten und spart Wasser

Derzeit werden pro Tag etwa 141 Milliarden Liter Trinkwasser zum Spülen von Toiletten verschwendet. Eine neue Nanobeschichtung für Toiletten macht diese praktisch selbstreinigend und spart so einen Großteil des Spülwassers ein. Die nachträgliche Behandlung von Toiletten ist durch ein einfach aufzutragendes Spray auch für Laien möglich.  

University Park (U.S.A.). Viele Regionen der Erde leiden schon lange unter Wasserknappheit. Der Klimawandel und die dadurch immer häufiger auftretenden Hitzewellen sorgen laut einer Studie des Umweltbundesamts (UBA) dafür, dass auch in Deutschland die Grundwasserspiegel sinken und die Versorgung mit Trinkwasser regional knapper wird. In Zukunft bedroht dieser Wassermangel nicht nur die direkte Versorgung der Haushalte und der Industrie, sondern sorgt auch dafür, dass die Nahrungsmittelversorgung der Weltbevölkerung unsicherer wird.

Trotz der offensichtlichen Probleme werden laut aktuellen Schätzungen täglich etwa 141 Milliarden Liter Wasser allein für die Toilettenspülung verwendet. Verantwortlich dafür ist hauptsächlich der menschliche Kot, der sich häufig nicht in einem Spülvorgang entfernen lässt und Rückstände in der Toilette hinterlässt. Wissenschaftler der Pennsylvania State University in University Park haben nun ein Konzept vorgestellt, das ein Großteil des zur Toilettenspülung genutzten Wassers einsparen kann.

Schmutz- und Bakterien-abweisende Nanobeschichtung

Wie Studienleiter Tak-Sing Wong erklärt, „haben die Wissenschaftler eine biologisch inspirierte, schmutz- und Bakterien-abweisende Beschichtung entwickelt, die eine Toilette im Wesentlichen selbstreinigend macht.“ Laut des im Fachmagazin Nature Sustainability veröffentlichten Artikels könnte diese Nanobeschichtung den Spülwasserverbrauch deutlich reduzieren.

Die Beschichtung wird in zwei Lagen mit einem Spray auf die Keramikoberfläche der Toiletten aufgetragen. Die erste Schicht besteht aus einer Nanostruktur aus Polymeren. Laut Wong „bildet diese Substanz beim Trocknen Moleküle, die wie Härchen aussehen und einen Durchmesser haben, der etwa 1.000.000 Mal dünner ist als der eines menschlichen Haars.“ Orientiert haben sich die Wissenschaftler dabei an Pflanzen, bei denen der Lotuseffekt durch eine ähnliche Struktur ausgelöst wird. Anschließend wird die extrem glatte Struktur, die die erste Schicht gebildet hat, durch das zweite Spray noch verstärkt, das eine dünne Schicht Schmiermittel auf die mikroskopischen Haarstrukturen aufträgt.

Beschichtung kann nachträglich auf Toiletten aufgebracht werden

Laut den Wissenschaftlern ist das Auftragen der Nanobeschichtung unkompliziert und kann auch nachträglich von Laien in etwa fünf Minuten zu Hause erledigt werden. Einmal aufgetragen hält die Beschichtung etwa 500 Spülvorgänge aus, bevor die Rutsch-Schicht erneut appliziert werden muss.

Neben der einfacheren Reinigung und dem dadurch eingesparten Wasser verhindert die Oberflächenbeschichtung auch, dass sich Bakterien in der Toilette ansiedeln können. Dies verhindert neben unangenehmen Gerüchen auch die Übertragung von Krankheiten.

Bessere Hygiene in Entwicklungsländern

Zusätzlich könnte die Beschichtung auch in Entwicklungsländern die Hygiene verbessern. Derzeit werden dort oft sanitäre Einrichtungen ohne Wasserspülung eingesetzt. Wie Wong erklärt, „sind die enormen Verschmutzungen an diesen Toiletten nicht nur für die Benutzer unangenehm, sondern bergen auch ernste gesundheitliche Risiken.“ Eine wasserlose Toilette mit der neuen Beschichtung ist zwar nicht absolut sauber, stellt jedoch im Vergleich zur aktuellen Situation eine deutliche Verbesserung dar.

Ein Teil der an der Entwicklung beteiligten Forscher haben inzwischen ein Unternehmen gegründet, um die Nanobeschichtung auf den Markt zu bringen. Laut Wong „ist es sein Ziel, Dinge zu erfinden, von denen jeder profitieren kann.“ Das neu gegründete Unternehmen soll dazu beitragen dieses Ziel zu erreichen.

Nature Sustainability, doi: 10.1038/s41893-019-0421-0

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