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Chemikalienfreie Desinfektion durch Plasma-Technologie Reines Wasser wird zum Desinfektionsmittel

Quelle: Pressemitteilung Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik (FEP) 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkstoff und Strahltechnik IWS
Veolia Water Technologies Deutschland GmbH
PIERALISI Northern Europe B.V. NL Deutschland
EDL Anlagenbau Gesellschaft mbH

Mit hoher Energie aus Plasmabogenentladungen bringen Fraunhofer-Forscher reaktive Sauerstoffspezies in Wasser und verwandeln es so in ein wirkungsvolles Desinfektionsmittel. In einer Studie haben sie gezeigt, dass solches plasmaaktiviertes Wasser über 300 Tage lagerfähig ist – potenziell eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen Desinfektionsmitteln.

Wachstum von Escherichia coli Bakterien nach Behandlung mit PBF (l.) und ohne Behandlung (r.). Vitale Bakterien wachsen als weiße Kolonien auf dem Nährboden (Bild: Fraunhofer FEP)
Wachstum von Escherichia coli Bakterien nach Behandlung mit PBF (l.) und ohne Behandlung (r.). Vitale Bakterien wachsen als weiße Kolonien auf dem Nährboden
(Bild: Fraunhofer FEP)

Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl-und Plasmatechnik (FEP) forschen an einer Technologie zurHerstellung von plasmabehandelten Flüssigkeiten (PBF), die als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen Desinfektionsmitteln eingesetzt werden können. In einer aktuellen Studie wird deren Eignung als Oberflächendesinfektionsmittel untersucht. Die Forschungsergebnisse zeigen eine Haltbarkeit von über zehn Monaten und eine gute antimikrobielle Wirksamkeit gegen E. coli.

Die Technologie behandelt Flüssigkeiten mithilfe von Atmosphärendruck-Plasmaquellen, wodurch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies entstehen. „Das plasmaaktivierte Wasser kann vorab behandelt und dann zum Einsatzort transportiert werden, ohne dass Plasmaquellen oder andere Behandlungsgeräte vor Ort benötigt werden“, erläutert Linda Steinhäußer, Hauptautorin der Studie des FEP.

Vergleich verschiedener Plasma-Verfahren

Im Vergleich zweier Plasma-Verfahren zeigte die Bogenentladung eine bis zu vierfach höhere antimikrobielle Wirksamkeit gegenüber der dielektrischen Barriere-Entladung. Die Tests mit dem Modellorganismus E. coli zeigten eine Reduktion von bis zu vier log-Stufen, abhängig von Material, Einwirkzeit und verwendetem PBF-Volumen. Es werden also bis zu 99,99 Prozent der Bakterien abgetötet

Die plasmabehandelten Flüssigkeiten eignen sich laut Angaben des Forscherteams für diverse Branchen:

  • Pharmazie und Reinräume: Chemikalienfreie Desinfektion unter sterilen Bedingungen
  • Lebensmittelindustrie: Cleaning-in-Place-Verfahren, z.B. für Milchtanks und ähnliche Anlagen
  • Landwirtschaft: Mögliche Nutzung als Desinfektions- und Düngemittel durch Stickstoffspezies
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Fast ein Jahr lagerfähig

Die Studie dokumentiert erstmals eine materialabhängige antimikrobielle Wirksamkeit. Dafür wurden Polymeroberflächen (ABS, PVC) und Edelstahloberflächen vergleichend untersucht. Diese Erkenntnisse sind für die industrielle Anwendung relevant und ermöglichen eine gezielte Optimierung für verschiedene Oberflächenmaterialien und Einsatzszenarien.

„Die physikalisch-chemischen Parameter zeigen eine Haltbarkeit von über 300 Tagen bei längeren Plasma-Behandlungszeiten“, sagt Steinhäußer. Während die Langzeitstabilität der physikalisch-chemischen Parameter nachgewiesen ist, wird die Korrelation mit der Desinfektionswirkung noch untersucht. Das Fraunhofer-Team arbeitet bereits mit Partnern aus der Pharmaindustrie zusammen und ist offen für weitere Kooperationen.

Dieser Artikel ist zuerst erschienen bei unserer Schwestermarke LABORPRAXIS

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