Beschichtungen, Sprays und LEDS: Virenbekämpfung macht erfinderisch

Neben der Entwicklung von Impfstoffen sind auch begleitende Maßnahmen gefragt, um die Corona-Pandemie und andere neuartige Viruserkrankungen einzudämmen. Seltene Erden und Technologiemetalle könnten in diesem Zusammenhang eine bedeutende Rolle spielen.

Ob Einkaufswagen, Kühlregale oder die Kassenzone: In Supermärkten und anderen stark frequentierten Geschäften befinden sich zahlreiche Kontaktflächen, auf denen sich Viren sammeln und weiterverbreitet werden können. Die Märkte werden zwar regelmäßig gereinigt und die Flächen desinfiziert, die eingesetzten Hygienesprays verlieren allerdings sehr schnell ihre Wirkung. Forscherinnen und Forscher der University of Central Florida arbeiten daher an einem Desinfektionsmittel auf Basis von Ceroxid-Nanopartikeln, das Viren auf Oberflächen bis zu sieben Tage lang Einhalt gebietet. Die Wirksamkeit der Nanopartikel bei der Bekämpfung von Krebszellen oder eingesetzt als Antibiotikum war bereits bekannt. Durch die Hinzugabe von Silber wurde die Effektivität des Seltenerdoxids gegen Viren noch verbessert. Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen Desinfektionsmittel enthält die neuentwickelte Substanz keine gesundheitlich bedenklichen Stoffe, sie kann also auf vielen Oberflächen zum Einsatz kommen. Die Formel soll nach weiterer Erforschung zur Marktreife gebracht werden.

Kupfer und Gallium gegen Keime

Verstärkten Schutz gegen Krankheitserreger benötigen auch Personal und Patienten in Krankenhäusern. Forscher aus Australien, Südkorea und den USA haben nun eine Beschichtung vorgestellt, die auf Bettzeug, Kleider oder Schutzmasken aufgebracht werden kann. Sie besteht aus Kupfer, einem Metall das bereits zum Einsatz gegen Keime kommt, sowie Nanopartikeln aus Gallium. Durch die Kombination mit diesem Technologiemetall sei das Aufbringen der schützenden Kupferbeschichtung auf ein Gewebe einfach und kostengünstig zu bewerkstelligen, so die Forscher. Bisher sei dieser Prozess unter anderem aufgrund der schlechten Haftung der Kupferschicht sehr aufwändig. Getestet wurde das behandelte Gewebe erfolgreich an bakteriellen Krankheitserregern wie Staphylococcus aureus, im Anschluss kam es ebenfalls erfolgreich gegen Grippe- und Coronaviren zum Einsatz. Durch die Einfachheit des Verfahrens sei es für die Anwendung im großen Maßstab prädestiniert.

Desinfektion durch Licht

Bakterien und Viren können auch durch ultraviolettes Licht (UV) neutralisiert werden. Dieses beschädigt das Erbgut der Krankheitserreger. Zum Einsatz kommen dazu in der Regel Lampen, die Quecksilber enthalten. Ihr Einsatz bringt einige Nachteile mit sich, wie Professor Michael Kneiss von der Technischen Universität Berlin im Interview mit Wissenschaftsportal Physics erläuterte. Sie emittieren UV-Licht meist in einem festgelegten Wellenbereich und erreichen erst nach einiger Betriebszeit ihre maximale Leistung. Nicht zuletzt führt die Verwendung des giftigen Quecksilbers zu Gesundheits- und Umweltbedenken. UV-Leuchtdioden (LEDs) aus Gallium weisen diese Nachteile nicht auf und können auf diejenige Wellenlänge eingestellt werden, die die größte Wirkung gegen Bakterien und Viren verspricht, so Prof. Kneiss. In Deutschland werden bereits Rettungswagen mit UV-LEDS ausgerüstet, um nach Einsätzen das Wageninnere zu desinfizieren.

Dass die Bekämpfung von Erregern mittels UV-LEDs noch wenig verbreitet ist, liegt an ihrem vergleichsweise geringen Wirkungsgrad, denn nur sechs Prozent der eingesetzten Energie wird von den LED in UV-Licht umgewandelt. Der Wissenschaftler ist dennoch optimistisch und verweist auf den Wirkungsgrad blauer LEDs, der anfänglich ähnlich gering war und inzwischen 80 Prozent beträgt. In vielen Bereichen ist die LED-Technologie mittlerweile nicht mehr aus dem Alltag wegzudenken.  

Kneiss nennt noch einen weiteren Pluspunkt, der für den großflächigen Einsatz der UV-Technik spricht: Bislang sei nicht bekannt, dass Krankheitserreger Resistenz entwickeln, wie es bei Impfstoffen und Antibiotika mitunter der Fall ist.

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