Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW)

Schweizer entwickeln selbstdesinfizierende Maske

Forschende haben eine selbstdesinfizierende Maske aus elektrochemischen Textilien entwickelt, die mehr als 99 Prozent aller Viren auf Knopfdruck inaktiviert. Sie soll im Frühling 2021 verfügbar sein.

Ob aus Zellulose oder Stoff: Schutzmasken sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Ihre Schutzwirkung basiert bei den heutigen Modellen auf der Filterung der Aerosole oder zusätzlich auf der passiven Inaktivierung der Viren mittels geladener Oberflächen, zum Beispiel durch Silberkationen.

Damit die Masken zuverlässig schützen, müssen sie rechtzeitig ersetzt oder fachgerecht gewaschen werden. Die Idee von Forschenden der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) und dem Schweizer Unternehmen Osmotex: Eine Schutzmaske, die sich jederzeit auf Knopfdruck sterilisieren lässt, hätte entscheidende Vorteile.

Laut Osmotex-Cheftechnologe Trond Heldal sind die bisherigen Resultate der Prototypen vielversprechend: „Unsere Sterilizer Mask wäre die erste Maske weltweit, die sich elektrochemisch sterilisieren lässt – und zwar rasch und zuverlässig. Das entsprechende Verfahren haben wir bereits patentieren lassen.” Die neuartige Maske besteht aus einem mehrlagigen Spezialstoff sowie Elektroden und einer Spannungsquelle. Zwischen zwei leitenden Schichten liegt eine isolierende Membran.

Sterilisierung soll auch während des Tragens möglich sein

Dank einer integrierten und über einen USB-Anschluss aufladbaren Batterie wird auf Knopfdruck eine elektrische Spannung von wenigen Volt angelegt. Diese erzeugt reaktive Sauerstoffmoleküle, die Viren und auch Bakterien zuverlässig inaktivieren.

Auf diese Weise lässt sich die Oberfläche der Maske in wenigen Minuten – und sogar während des Tragens – sterilisieren. Die angelegte Spannung und die erzeugten reaktiven Sauerstoffmoleküle sind nach Aussage der Forschenden dabei minimal und für Menschen absolut unbedenklich.

„Die geschätzte Lebensdauer einer Maske beträgt 60 Tage”

Interview mit Joacim Holter, Geschäftsführer von Osmotex

Herr Holter, für wann rechnen Sie mit der Marktreife?
Joacim Holter:
Wir sind bereits marktreif, der tatsächliche Markteintritt hängt von der laufenden Vertriebskonfiguration ab. Die Masken sind innerhalb von 2 bis 3 Monaten auf dem Markt erhältlich.

Was wird die Maske schätzungsweise pro Stück kosten?
Die geschätzten Kosten pro Maske mit wiederverwendbarer Elektronik betragen etwa 45 Euro, für eine Maske ohne Elektronik etwa 34 Euro.

Wie lang schätzen Sie, ist die Lebensdauer einer solchen Maske?
Die geschätzte Lebensdauer einer Maske beträgt 60 Tage, die Lebensdauer der Elektronik wird auf mindestens zwei Jahre geschätzt.

Kann Sie anschließend recycelt werden?
Ja, die Maske kann als Textilabfall recycelt werden.

Wie häufig kann sie bei aufgeladener Batterie sterilisiert werden?
Die Maske wird bei Aktivierung kontinuierlich sterilisiert. Dies bedeutet, dass der Sterilisationsprozess immer dann läuft, wenn die Maske eingeschaltet und die Elektronik aktiviert ist.

Wie lang dauert der Ladeprozess?
Es wird geschätzt, dass eine Ladung des Akkus von 0 Prozent bis 100 Prozent weniger als zwei Stunden dauert und mindestens 10 Stunden hält.

Welche reaktiven Sauerstoffmoleküle produziert werden und wie effizient diese die Krankheitserreger inaktivieren, hängt von der eingesetzten Spannung und von den verwendeten Materialien ab. Im Labor suchen die ZHAW-Forschenden aktuell nach der optimalen Mischung.

„Je nach Spannung und Aufbau des Textils erreichen wir eine Vireninaktivierung von über 99 Prozent, und zwar unter weit höheren Anforderungen und in kürzerer Zeit als für antivirale Textilien empfohlen”, erklärt Projektleiter Sebastian Opitz. Die Sterilisierungseffizienz könnte also je nach Einsatzbereich spezifisch angepasst werden.

Nächste potenzielle Anwendung: Textilien im öffentlichen Bereich

Das Projekt wird von der Förderagentur des Bundes Innosuisse mit mehr als 800.000 Euro unterstützt und verfügt über ein Budget von mehr als 1.5 Millionen Euro. Im Rahmen des Innosuisse-Projekts sollen auch weitere Anwendungen geprüft werden, etwa für Sitzbezüge und andere Textilien im öffentlichen Bereich. Die Forschenden hoffen, dass die elektrochemische Sterilisation sogar eine Lösung für die wachsende Problematik multiresistenter Krankenhauskeime sein könnte.

Das neu identifizierte Coronavirus SARS-CoV-2 verursacht die "Corona virus disease 2019" (Covid-19) und ist Auslöser der COVID-19-Pandemie.

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