{{{sourceTextContent.title}}}

Graphen-Gesichtsmasken zur Verstärkung des Coronavirus-Schutzes

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Seit seiner Entdeckung im Vereinigten Königreich im Jahr 2004 wurde Graphen - eine einzelne Schicht von Kohlenstoffatomen, die fest in einem hexagonalen Wabengitter gebunden sind - in einer ständig wachsenden Zahl von Anwendungen eingesetzt. Jetzt haben Wissenschaftler der City University of Hong Kong (CityU) das so genannte "Wundermaterial" verwendet, um eine antibakterielle Gesichtsmaske zu entwickeln, die das Potenzial hat, Covid-19 schnell, kostengünstig und nachhaltig zu bekämpfen.

{{{sourceTextContent.description}}}

Die Ergebnisse wurden in der wissenschaftlichen Zeitschrift ACS Nano veröffentlicht. Gewöhnliche chirurgische Gesichtsmasken werden weltweit verwendet und sind ein wichtiges Mittel, um die Ausbreitung von Covid-19 zu stoppen. Auf solchen Masken können sich jedoch immer noch Viruspartikel absetzen und überleben, was bedeutet, dass sie bei Berührung oder unsachgemäßer Entsorgung immer noch eine Infektion verursachen können.

Ein Forschungsteam am Fachbereich Chemie der CityU (zusammen mit anderen Partnern) unter der Leitung von Assistenzprofessor Dr. Ye Ruquan hat jetzt eine Maske aus laserinduziertem Graphen entwickelt. Diese hat bereits bedeutende antibakterielle Eigenschaften gezeigt und könnte ein Potenzial gegen Coronaviren haben. In Experimenten mit zwei Typen menschlicher Coronaviren deaktivierten die Masken 90% der Viruspartikel im Sonnenlicht innerhalb von nur fünf Minuten und 100% innerhalb von 10 Minuten. Zusätzlich zu seinen antibakteriellen Eigenschaften erzeugt Graphen auch Wärme, wenn es Licht ausgesetzt wird, was den Dekontaminationsprozess unterstützt. Sagte Dr. Ye:

"Es sind weitere Forschungen erforderlich, um den genauen Grund für die antibakterielle Wirkung von Graphen zu ermitteln. Es könnte mit der Schädigung bakterieller Zellen durch die scharfen Kanten von Graphen zusammenhängen, und möglicherweise auch mit den Dehydratationseffekten, die durch die wasserabweisenden Eigenschaften von Graphen hervorgerufen werden

Innovative Produktion

Einer der innovativsten Aspekte der neuen Maske ist die Art und Weise, wie das verwendete Graphen hergestellt wird. Konventionelle Methoden zur Herstellung von Graphen haben in der Regel eine schlechte Kontrolle über die Form des Produkts und erfordern Hochtemperaturbedingungen und lange Synthesewege, was hohe Kosten verursacht.

Im Gegensatz dazu ist die Herstellung von laserinduziertem Graphen kostengünstig und einfach. Wenn ein Laser nur 90 Sekunden lang über eine 100 cm² große Fläche eines kohlenstoffhaltigen Materials wie Zellulose oder Papier geführt wird, kann das für die äußere oder innere Schicht der Maske erforderliche Graphen mit geringem Energieaufwand und ohne Chemikalien erzeugt werden. Durch die Anpassung der Leistung des Lasers kann die Größe der Poren des Graphens gesteuert werden, wodurch die Masken eine Atmungsaktivität ähnlich wie chirurgische Masken erhalten. Sagte Dr. Ye:

"Ich denke, die Rationalisierung der Produktion sollte einfach sein, und es wird erwartet, dass der Preis jeder Maske zwischen dem einer chirurgischen Maske und dem einer N95-Maske liegen wird. Darüber hinaus sind laserinduzierte Graphenmasken sowohl wiederverwendbar als auch biologisch abbaubar, wodurch die Auswirkungen von nicht biologisch abbaubaren Einwegmasken verringert werden

Die nächsten Schritte

Der nächste Schritt für das Forschungsteam besteht darin, die antivirale Wirksamkeit der Graphenmasken zu bewerten und eine Produktionsstrategie zu entwickeln. Das Team sieht vor, die Maske kurz nach der Zertifizierung der Tests auf den Markt zu bringen. Dr. Ye erklärte:

"Wir stehen in Kontakt mit einem Hersteller auf dem Festland, der waschbare Masken herstellt. Wir haben beschlossen, eine Mischung aus Graphen und Stoff zu verwenden, da reines Graphen schwieriger zu skalieren ist, und testen derzeit Prototypen

{{medias[39751].title}}

{{medias[39751].description}}

{{medias[39752].title}}

{{medias[39752].description}}