Intelligente Membranen und komplexe Membranstrukturen nach dem Vorbild der Natur
Demonstrator: Niere und weitere Filterstrukturen (Foto: Meier)
Kurzbeschreibung
1500 Liter Blut pro Tag. Das ist die Menge an Flüssigkeit, welche von unseren jeweils etwa 150 Gramm schweren körpereigenen Membranen – den Nieren – gefiltert wird. Daraus entstehen zunächst um die 180 Liter Primärharn, der durch Rückresorption rund 1,5 Liter Urin am Tag ergibt. Die besten Umkehrosmose-Anlagen zur Entsalzung können 1000 m²/m³ bei einem Energieaufwand von 2,0 kWh/m³ leisten. Die menschliche Niere leistet 20-mal so viel und benötigt weniger als die Hälfte an Energie: 20000 m²/m³ bei lediglich 0,8 kWh/m³.
Von diesen Fähigkeiten und Strukturen der Natur soll im Projekt erstmalig Gebrauch gemacht werden, um komplexe, keramische Trägerstrukturen für energieeffiziente, ressourcenschonende und neuartige technische Membranen oder Membranmodule zu entwickeln. Diese sollen bezüglich ihres Durchflusses und der volumenspezifischen Membranfläche erheblich besser werden als momentan existierende Membranen. Die neuartigen Trägerstrukturen der bioinspirierten Membranen sollen im Projekt mit Hilfe der additiven Fertigungsverfahren hergestellt, beschichtet bzw. modifiziert und hinsichtlich der Trenneigenschaften überprüft werden.
Das Projekt ist das erste Teilprojekt der Technischen Niere (Intelligente Membranen und komplexe Membranstrukturen nach dem Vorbild der Natur). Es wird in Kooperation mit dem Fraunhofer IKTS als Projektpartner und Koordinator (Prof. Dr. rer. nat. Ingolf Voigt) sowie dem Universitätsklinikum Jena, in Person von Prof. Dr. med. Martin Busch (Nephrologie) durchgeführt.
https://www.thwic.uni-jena.de/
Projektlaufzeit:
01.04.2023 – 31.03.2026
Projektsumme:
419.386,52 €
Projektpartner:
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Universitätsklinikum Jena, Klinik für Innere Medizin III, Nephrologie
Gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
https://www.clusters4future.de/
Ansprechpartner:
Professor Dr.-Ing. Jens Bliedtner