Aerosolbelastung

Luftfilter mit erhitztem Nickelschaum tötet Coronaviren

Robert Klatt

Ein neuer Luftfilter wird bis zu 250 Grad heiß und tötet dadurch SARS-CoV-2 Aerosole, die sich ansonsten mehrere Stunden in Innenräumen verteilen können.

Houston (U.S.A.). Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 wird nicht nur über beim Reden, Husten und Niesen freigesetzte Tröpfchen, sondern auch über Aerosole übertragen. Dies sind wenige Nanometer kleine Tröpfchen und Schwebstoffe, die über den Atem in die Luft abgegeben werden und in Innenräumen dort mehrere Stunden verbleiben.

Laut Lidia Morawska von der University of Technology in Queensland „kann ein fünf Mikrometer kleines Tröpfchen beispielsweise unter typischen Innenraumbedingungen dutzende Meter weit fliegen, während es aus 1,50 Metern Höhe allmählich zu Boden sinkt.“ Auch Alltagsmasken bieten laut einer kürzlich veröffentlichten Studie gegen diesen Risikofaktor nur einen begrenzten Schutz.

Das Infektionsrisiko ist deshalb in Innenräumen selbst beim Einhalten der Abstandsregeln deutlich höher als außerhalb von Gebäuden. Wissenschaftler sehen aus diesem Grund Aerosole als wahrscheinlichste Ursache für sogenannte Superspreading-Ereignisse, bei denen sich in kurzer Zeit eine große Anzahl Menschen mit dem Virus infiziert.

Schutzmaßnahmen gegen virenhaltige Aerosole

Besonders die zunehmende Lockerung von Pandemie-Schutzmaßnahmen macht es deshalb erforderliche Schutzmaßnahmen zu finden, um die Belastung mit virenhaltigen Aerosolen in Innenräumen zu reduzieren. Wissenschaftler der University of Houston haben aus diesem Grund einen antiviralen Luftfilter entwickelt, der weitere Maßnahmen wie den regelmäßigen Luftaustausch ergänzen soll.

Laut der im Fachmagazin Materials Today Physics erschienen Forschungsarbeit nutzt das Team um Luo Yu dafür Nickelschaum, der sich aufgrund seiner Porosität gut als Luftfilter nutzen lässt. Wie die Forscher erklären, „haben sie die Filter angesichts der Tatsache, dass SARS-CoV-2 Temperaturen über 70 Grad nicht aushält so entworfen, dass sie erhitzt werden können.“

Nickelfilter wird bis zu 250 Grad heiß

Der neue Luftfilter wird durch Strom ähnlich wie eine Glühbirne auf bis zu 250 Grad erhitzt. Dazu mussten die Wissenschaftler das Metall modifizieren, weil dieses zwar von Natur aus leitfähig ist, aber einen sehr geringen Widerstand besitzt und sich somit durch Strom nur schwer aufheizen lässt. Eine Modifikation der Struktur der Anschlussstellen des Nickelschaums sorgt für einen deutlich höheren Widerstand und ermöglicht damit ein einfacheres Aufheizen des Luftfilters.

Ein Experiment zeigte, dass der in einen herkömmlichen Luftfilter integrierte Nickelfilter bis zu 99,8 Prozent aller Coronaviren bereits beim ersten Durchlauf der Luft tötet. Auch andere Krankheitserreger, wie der Anthrax-Erreger Bacillus anthracis werden durch den Nickelfilter zu mehr als 99 Prozent beseitigt.

Der Nickelfilter hat deshalb laut seinen Entwickler das Potenzial infektiöse Aerosole in Innenräumen zu beseitigen. Zhifeng Ren erklärt, dass „der Filter in Bürogebäuden, Schulen und auf Kreuzfahrtschiffen nützlich sein könnte, aber auch in Flugzeugen oder auf Flughäfen.“ Außerdem soll eine kleine Version einzelne Räume von potenziell infektiösen Aerosolen befreien. Laut Yu könnte der Nickelschaumfilter schon bald auf den Markt kommen, weil er mit vielen gängigen Lüftungssystemen kompatibel ist und sich einfach im industriellen Maßstab herstellen lässt.

Materials Today Physics, doi: 10.1016/j.mtphys.2020.100249

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