Antimikrobiell aktive Beschichtungen für Kontakt- und Kontaminationsflächen in öffentlichen Bereichen

Przekrój poprzeczny powłoki z Al₂O₃ na zimnoplazmowo naniesionej (szara) z 5% Cu (biała). U góry: masa osłonowa, na dole: podłoże. (INNOVENT e.V.)

Wpływ składu powłoki na jej działanie przeciwwirusowe po 0h, 1h i 4h. Ponieważ czysta powierzchnia Cu jest bardzo reaktywna i szybko utlenia się, nie nadaje się jako powierzchnia kontaktowa w przestrzeni publicznej. (INNOVENT e.V.)

Zanieczyszczone powierzchnie odgrywają kluczową rolę w przenoszeniu i rozprzestrzenianiu się mikroorganizmów. Antybakteryjne powierzchnie stanowią więc ważne narzędzie w zapobieganiu infekcjom. Szczególnie w związku z pandemią koronawirusa temat ten zyskał na znaczeniu w świadomości publicznej.

W ramach projektu badawczego finansowanego przez IGF, pod nazwą Safe TOUCH, udało się opracować trwałe powłoki metaliczno-ceramiczne z Al2O3 o trwałych właściwościach antybakteryjnych (dzięki niewielkiej dodatku Cu). Powłoka ma grubość kilku µm i może być nanoszona na wszystkie chropowate powierzchnie, takie jak metale i termostabilne tworzywa sztuczne, w różnych wzorach.

Nowe powłoki są przyczepne i odporne na ścieranie (porównywalne z Harteloxalem!). Przy tym, cząstki Cu poprawiają właściwości przyczepności i odporność na ścieranie powłoki Al2O3.

Ich działanie bakteriobójcze zostało pomyślnie przetestowane na E.coli (gram-) i S.aureus (gram+), a także na działanie wirusobójcze na przykładzie zmodyfikowanego szczepu Vacciniavirus Ankara (MVA) i norowirusa mysiego (MNV). Testy przeprowadzono zgodnie z normami ISO 22196 i ISO 21702, w których powierzchnie poddawano kontaktowi z określoną ilością bakterii lub wirusów. Przy założonych czasach kontaktu 24 godziny, skuteczność już po 60 minutach była bardzo dobra. Działanie pozostaje stabilne długoterminowo, nawet po testach wytrzymałości mechanicznej (zmywalność) i chemicznego wypłukiwania powierzchni (test eluatowy).

Technologia ta poszerza zakres dostępnych rozwiązań powierzchniowych w walce z szkodliwymi wirusami i bakteriami. Dzięki aplikacji trwałych powłok o działaniu bakteriobójczym można uczynić procesy czyszczenia bardziej efektywnymi i ograniczyć użycie chemicznych środków dezynfekcyjnych.

Chłodna plazma – innowacyjna technologia nanoszenia powłok

Metoda natrysku plazmowego jest specjalnym sposobem nanoszenia powłok, w którym cząstki lub drut materiałowy topią się w plazmie i osadzają jako mechanicznie stabilna warstwa na powierzchni. Szczególną odmianą tej metody jest chłodny natrysk plazmowy. Dzięki niższej mocy plazmy i temperaturze procesu można, w zależności od prowadzenia procesu, nanoszone termicznie wrażliwe substraty, takie jak tworzywa sztuczne.

Używane proszki mają zazwyczaj średnicę ziaren około 10–20 µm, co czyni ekonomicznym nanoszenie powłok o grubości od 20 do 100 µm.

Cel projektu

Powłoki zostały opracowane we współpracy z Towarzystwem Badawczym DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. Celem było opracowanie nowoczesnej, działającej bakteriobójczo i wirusobójczo powłoki o długotrwałym działaniu, przeznaczonej do codziennych przedmiotów, które są regularnie dotykane rękami. Ma to na celu zmniejszenie ryzyka przenoszenia zarazków, bakterii i wirusów poprzez kontakt fizyczny.

Preferowane miejsca zastosowania to wszystkie obszary życia publicznego, takie jak
– budynki publiczne, sale konferencyjne, gabinety lekarskie – klamki i gałki, poręcze, przełączniki, terminale, powierzchnie mebli, …
– środki komunikacji – poręcze, przyciski, siedzenia, uchwyty, …
– punkty sprzedaży, restauracje – klamki, stoły i krzesła, sanitariaty, …
– firmy / instytucje / miejsca pracy – stanowiska pracy, klawiatury, telefony, …

Inne obszary zastosowania powłoki mogą obejmować szczególnie obszary o wysokim ryzyku higienicznym, także trudno dostępne i problematyczne miejsca do czyszczenia.

Wyposażenie siatek drucianych i filtrów ceramicznych w powłokę minimalizuje tworzenie się biofilmu, co przekłada się na poprawę właściwości użytkowych i trwałości.