Mohammad Fardin Gholami

Mohammad Fardin Gholami entwickelt modulare Wasserfiltrationssysteme auf Basis von biologisch abbaubaren Biopolymeren zur Entfernung von Schwermetallionen aus Grau- und Abwasser. Die Ecopotfilter-Plattform kombiniert kostengünstige, nachhaltige Materialien wie Chitosan und Cellulose in intelligenten Filtersystemen, die Wasser reinigen und zur Wiederverwendung aufbereiten. Das Verfahren adressiert Anforderungen der Wasserwirtschaft, Industrie und kommunalen Abwasserbehandlung, wo es Entsorgungskosten senken und Ressourceneffizienz erhöhen kann.

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• Ecopotfilter – Modulare, biopolymerbasierte Wasserfiltration zur Entfernung von Schwermetallionen

  Quelle ↗

  Die Ecopotfilter-Plattform stellt ein modulares, intelligentes System für die nachhaltige Reinigung und Wiederverwendung von Grau- und Abwasser dar, das kostengünstige, biologisch abbaubare Biopolymere nutzt. Sie wurde in drei Innovationsphasen entwickelt:(1) ChiCel, ein Chitosan-Cellulose-Filter, dessen Fähigkeit zur Entfernung von Schwermetallen nachgewiesen wurde (Gholami et al., 2020);(2) Ecopots, koppelbare pflanzenbasierte Module, die ChiCel-Filter sowie Varianten zur Entfernung von E. coli und zur Phytosanierung integrieren (Daten in Veröffentlichung); und(3) ChiCel–Ac, ein mit Zitronensäure vernetzter Filter, der derzeit für die selektive Entfernung von Li⁺, Ca²⁺ und Mg²⁺ entwickelt wird.Das System kombiniert abiotische und biotische Filtration. Als recycelbare und skalierbare Lösung überbrückt es die Lücke zwischen Laborinnovation und realer Anwendung für industrielle, kommunale und häusliche Nutzungen und steht im Einklang mit der deutschen Wasserstrategie 2023–2050 sowie den SDGs 6, 9, 12 und 13. Der Ecopotfilter ist eine bio-inspirierte, modulare Wasseraufbereitungsplattform, die lebende und unbelebte Filtrationsprozesse in ein regeneratives, recycelbares System integriert. Aufbauend auf unserer veröffentlichten Umweltforschung zu Chitosan–Cellulose-Membranen und nasslandbasierten Biofiltrationssystemen (Gholami et al., 2020; Mahmoudpour & Gholami et al., 2021), adressiert die Innovation die dringende Herausforderung von toxischen Schwermetallen, bakteriellen Kontaminationen und nährstoffreichem Abwasser aus industriellen und landwirtschaftlichen Aktivitäten in Industrie- und Entwicklungsregionen. Das System entwickelt sich in drei Entwicklungsphasen:(1) ChiCel-Filter, deren Fähigkeit zur Entfernung von über 90 % der Schwermetalle wie Pb²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ und Cr³⁺ nachgewiesen wurde;(2) Ecopot-Einheiten, modulare pflanzenbasierte Filter, die ChiCel- und ChiCel–Cu-Varianten zur Entfernung von E. coli und zur Phytosanierung kombinieren (Gholami et al., 2025 eingereicht); und(3) ChiCel–Ac-Filter, die zur selektiven Adsorption und Rückgewinnung von Li⁺, Ca²⁺ und Mg²⁺ entwickelt werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wie Umkehrosmose (RO) oder Advanced Oxidation Processes (AOP) arbeitet der Ecopotfilter mit minimalem Energieeinsatz, ohne aggressive Chemikalien und ist vollständig biologisch abbaubar. Das Ergebnis ist eine kostengünstige, skalierbare und zirkuläre Lösung für die dezentrale Behandlung von Grauwasser und industriellem Abwasser – im Einklang mit der Nationalen Wasserstrategie Deutschlands von 2023 sowie den SDGs 6, 9, 12 und 13.

• Size-dependent inhibition of herpesvirus cellular entry by polyvalent nanoarchitectures

  2017

  Nanoscale · DOI

  Carbon-based architectures, especially graphene and its derivatives, have recently attracted much attention in the field of biomedicine and biotechnology for their use as pathogen inhibitors or biosensors. One of the major problems in the development of novel virus inhibitor systems is the adaption of the inhibitor to the size of virus particles. We here report the synthesis and biological testing of carbon-based inhibitors differing in size for evaluating the potential size effect on the inhibition of virus entry and replication. In this context, different sized nanomaterials were functionalized with polygylcerol through a "grafting from" polymerization to form new polyvalent nanoarchitectures which can operate as viral inhibitor systems after post-modification. For this purpose a polysulfation was carried out to mimic the heparan sulfates present on cell surfaces that we reasoned would compete with the binding sites of herpes simplex virus type 1 (HSV-1) and equine herpesvirus type 1 (EHV-1), which both cause major global health issues. Our results clearly demonstrate that the inhibitory efficiency is regulated by the size of the polymeric nanomaterials and the degree of sulfation. The best inhibiting graphene sheets were ∼300 nm in size and had a degree of sulfation of ∼10%. Furthermore, it turned out that the derivatives inhibited virus infection at an early stage during entry but did not affect cell-to-cell spread. Overall, tunable polyvalent nanomaterials are promising and efficient virus entry inhibitors, which can likely be used for a broad spectrum of enveloped viruses.

• Functionalized Graphene as Extracellular Matrix Mimics: Toward Well‐Defined 2D Nanomaterials for Multivalent Virus Interactions

  2017

  Advanced Functional Materials ·