Kontrola jakości i rozwój materiałów

Mikrostrukturę masek ochronnych (tutaj obraz skaningowy warstwy środkowej maski chirurgicznej z schematycznym przedstawieniem wirusa koronowego) odgrywa kluczową rolę w komforcie noszenia i skuteczności filtracji. © Fraunhofer IMWS

Wsporniki do masek oddechowych zostały wyprodukowane przez Fraunhofer IMWS w ramach projektu »ProSchutz«. © Fraunhofer IMWS

Instytut Fraunhofer ds. Mikrostruktur Materiałów i Systemów IMWS wspiera walkę z pandemią COVID-19 dzięki swojej kompetencji w zakresie materiałów. Obecnie instytut współpracuje z dziewięcioma innymi instytutami Fraunhofer na terenie Niemiec nad opracowaniem nowatorskich tekstyliów ochronnych. W tym przypadku realizowane są innowacyjne podejścia do skuteczności ochrony, jednocześnie optymalizując komfort noszenia. Już na wiosnę placówka badawcza wspierała kliniki i sztab kryzysowy miasta Halle (Saale).

»Jest dla nas pilnym celem, aby dzięki naszym kompetencjom i możliwościom wnieść wkład w zwalczanie pandemii COVID-19. Od momentu pojawienia się pierwszych przypadków koronawirusa wspieramy opracowywanie odpowiednich materiałów ochronnych, aby przede wszystkim pomagać szczególnie narażonym osobom i tym samym zmniejszać skutki kryzysu«, mówi prof. Matthias Petzold, tymczasowy kierownik Fraunhofer IMWS.

Instytut specjalizujący się w badaniach materiałowych, zatrudniający około 300 pracowników, angażuje się w różne projekty i rozwiązania. Już podczas pierwszej fali zakażeń na wiosnę naukowcy z Fraunhofer IMWS badali różne maski materiałowe, które były produkowane jako półprofesjonalne maski ust i nosa w lokalnych zakładach tekstylnych. Instytut opracował również wymienialne wkładki do masek oddechowych, które są dystrybuowane przez partnera kooperacyjnego. Do tych plastikowych wkładek można wkładać tkaniny o różnej skuteczności filtracji, które można ponownie używać. Wspólnie z Klinikum Uniwersyteckim Halle i Hochschule Merseburg eksperci z Fraunhofer IMWS badali, jak można drukować 3D elementy ochronne dla personelu medycznego, takie jak maski ochronne na przykład przeciw rozpryskowi.

W szczególności bliska współpraca była prowadzona z szpitalem St. Elisabeth i St. Barbara w Halle, aby określić rzeczywiste potrzeby w placówce i już testować innowacyjne rozwiązania. »W szczególności w pierwszej, ostrej fazie pandemii, gdy brakowało środków ochronnych, takich jak maski chirurgiczne czy jednorazowe kombinezony, spontanicznie opracowaliśmy wiele dobrych pomysłów i elastycznie je wdrożyliśmy. Z tego powstało wiele punktów wyjścia do obiecujących dalszych rozwoju, które teraz chcemy wspólnie kontynuować«, mówi dr Sven Seeger, kierownik kliniki położnictwa w szpitalu.

Intensywne rozmowy w ramach tej współpracy i z innymi partnerami wyraźnie pokazały, że dla ochrony przed zakażeniami personelu medycznego i osób o obniżonej odporności w czasach pandemii potrzebny jest zoptymalizowany sprzęt ochronny, który zapewnia zarówno wysoki komfort noszenia (niskie opory oddechowe, długie użytkowanie), jak i wysoką barierę przeciw patogenom. Instytut Fraunhofer IMWS planuje sprostać tym potrzebom w ramach projektu, który rozpoczął się w listopadzie wspólnie z innymi instytutami Fraunhofer, w którym opracowywane i oceniane będą nowe, działające przeciwwirusowo tekstylia ochronne.

»Chcemy tworzyć podstawy do lepszych rozwiązań, zwłaszcza w zakresie ochrony obecnie szczególnie narażonych grup zawodowych i ryzyka, ale także na przyszłe sytuacje pandemii. W tym zakresie szczególnie korzystamy z naszej wiedzy w zakresie oceny materiałów«, mówi dr Christian Schmelzer, kierownik działu »Materiały biologiczne i makromolekularne« w Fraunhofer IMWS. »W bardzo krótkim czasie zbudowaliśmy wiele dodatkowych kompetencji w zakresie nowych pytań diagnostycznych dotyczących materiałów i stwierdziliśmy, że dotychczasowe metody testowe nie zawsze są odpowiednie do szybkiej, funkcjonalnej i operacyjnej charakterystyki właściwości materiałów i funkcji podczas pandemii. Oprócz ulepszania materiałów opracowujemy także nowe metody.« Do nich należą na przykład ocena metod sterylizacji, nowe metody modyfikacji materiałów za pomocą powłok, a także zastosowanie pomiaru rozproszenia laserowego, mikroskopii akustycznej i mikroskopii fluorescencyjnej 3D do oceny optymalnej funkcji oraz wymagań bezpieczeństwa i zdrowia w tekstyliach ochronnych.

W ramach programu »Fraunhofer vs. Corona« oprócz Fraunhofer IMWS wiele innych instytutów Fraunhofer w całych Niemczech, korzystając ze swojej wiedzy technologicznej, opracowuje środki pomocnicze do zwalczania pandemii.