Die Vertreibung der Plastikbakterien

30. Oktober 2015, 12:14
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Forscher der FH Oberösterreich arbeiten an der Entwicklung keimhemmender Kunststoffbeschichtungen

Wels – Keime sind überall. Menschen schleudern Krankheitserreger durch Niesen in die Welt hinaus oder lagern sie durch physischen Kontakt auf diversen Oberflächen ab. Der Griff des Einkaufswagerls, der eben noch angehustet wurde, wird vom nächsten, noch gesunden Supermarktbesucher bedenkenlos durch die Gemüseabteilung geschoben – eine gute Voraussetzung für eine Infektion durch Viren oder Bakterien.

Nicht nur Mediziner machen sich Gedanken, wie man die Übertragung von Krankheiten unterbinden kann, sondern auch Materialwissenschafter. Im Projekt BiKoPla (Biozide Kunststoffoberflächen mittels Plasmaabscheidung), das im Rahmen des Coin-Programms vom Wissenschafts- und Wirtschaftsministerium gefördert wird, arbeiten Forscher der FH Oberösterreich und des Österreichischen Forschungsinstituts für Chemie und Technik (OFI) daran, Kunststoffoberflächen von der Besiedlung durch Mikroorganismen zu schützen. Klimaanlagen, Kühlschränke und Gehäuseteile anderer Gerätschäften, Lichtschalter oder eben die Griffe der Einkaufswägen könnten mit beschichtetem Kunststoff ausgestattet werden, erläutert Projektleiter Gerald Zauner von der FH OÖ in Wels.

Bisher wurden Kunststoffen mit biozider, also keimabwehrender Wirkung die entsprechenden Zusatzstoffe beim Produktionsprozess beigemengt – mit dem Nachteil, dass die wirksamen Substanzen überall in der Materialstruktur zu finden sind und nur die wenigsten an der Oberfläche, erklärt der Forscher. Die Idee, die er mit seinen Kollegen verfolgt, ist nun, die Kunststoffoberflächen mit einem hauchdünnen Metalloxidfilm zu überziehen. Damit sei ein sparsamerer, ressourcen- und umweltfreundlicherer Einsatz der Biozide möglich.

Das Aufbringen der keimabweisenden Schicht erfolgt mittels eines Plasmabeschichtungsverfahrens, dem sogenannten HF-Magnetron-Sputtern. Dabei wird ein Metall mit energiereichen Edelgasionen beschossen, um Atome abzulösen, die dann auf dem Zielsubstrat – der Kunststoffoberfläche – kondensieren können. Der Vorgang findet in einer Vakuumkammer statt, an der ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld angelegt ist, was eine gezielte und schonende Oberflächenbehandlung des Kunststoffs ohne hohe Temperaturbelastung erlaube, erklärt Zauner. Die hauchdünne Metalloxidschicht, die so entsteht, besteht aus nur wenigen Atomlagen. Um die Haltbarkeit zu gewährleisten, könnte eine weitere wasserabweisende Schutzschicht hinzukommen. Grundsätzlich sei das Verfahren etwa auch auf Kompositmaterialien oder Textilien einsetzbar, so der Forscher. "Alles, was dem Niederdruck standhält, kann man beschichten."

Die Forscher experimentieren bei ihren Versuchen mit verschiedenen Kunststoffen und unterschiedlichen Ausgangsstoffen für die Beschichtungen, beispielsweise Kupfer oder Molybdän. Man möchte bei derartigen Beschichtungen weg von Silber, das im Verdacht steht, gesundheitliche Schäden nach sich zu ziehen. Für Zauner ist etwa Zink ein erfolgversprechender Kandidat für die neue Beschichtungstechnologie. Beim Projektpartner OFI wird die biozide Wirkung der Verbindungen typischerweise an Bakterien wie Escherichia coli und Staphylococcus aureus geprüft. Auf Basis der Erkenntnisse soll in einem weiteren Projekt gemeinsam mit einem Wirtschaftspartner ein großindustriell anwendbares Verfahren entwickelt werden. (pum, 28.10.2015)

  • Forscher suchen nach einer Methode, um Kunststoffoberflächen vor der Besiedlung durch Mikroorganismen zu schützen.
    foto: istock

    Forscher suchen nach einer Methode, um Kunststoffoberflächen vor der Besiedlung durch Mikroorganismen zu schützen.

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