Lebenden Organismen ist es im Lauf der Evolution gelungen, energieeffiziente und ressourcenschonende, selbstregulierende und -regenerierende Stoffwechselfunktionen zu etablieren, die auf engstem Raum parallelisiert und hochgradig präzise ablaufen. Wesentliches Element sind dabei Membranen, die als mikroskopische Zellwand oder makroskopisches Organ den Stofftransport ermöglichen und häufig selbstlernend regeln.
Im Projekt „Technische Niere“ sollen diese Prinzipien der Natur erstmalig genutzt werden, um neuartige technische Membranen und Membranmodule zu entwickeln, die bezüglich ihres Durchflusses und ihrer Selektivität, ihres Energieverbrauches und ihrer volumenspezifischen Membranfläche erheblich besser sind als heute existierende Membranen. Zusätzlich werden Möglichkeiten geschaffen, „intelligent“ zu trennen (schaltbare Membranen), Strömung und Mischung zu optimieren, Wärmetauscher zu integrieren und mehrere Trennverfahren und Stoffströme in einem Modul zu kombinieren. Die neuartigen, bioinspirierten Membranstrukturen sollen im Projekt mittels additiver Fertigung hergestellt, beschichtet bzw. modifiziert und bezüglich ihrer Trenneigenschaften getestet werden.
Ziel sind Membranen der Mikro-, Ultra- oder Nanofiltration. In Zusammenarbeit der Ernst-Abbe-Hochschule Jena und dem Fraunhofer IKTS wird die wirtschaftliche Verwertung in Branchen der Keramikherstellung (Lieferung der Ausgangswerkstoffe in definierter Qualität) und Membranherstellung (Entwicklung innovativer Membranen und Membranmodule mit hohem Anwendungspotenzial) evaluiert und vorangetrieben. Die additiv gefertigten Membranmodule könnten zukünftig für das jeweilige Anwendungsgebiet angepasst werden, beispielsweise für den Einsatz in der Wasserwirtschaft, in Privathaushalten und produzierenden Unternehmen, bei denen in hohem Maße Abwässer anfallen (Papier-,Textil-, Pharma-, Stahl-, Betonindustrie sowie in Krankenhäusern).
