Gesicht zeigen – auch mit Schutzmaske

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Mit einer transparenten Schutzmaske kann man jetzt auch in Zeiten der Corona-Pandemie sein Gesicht zeigen. Spezielle Polymerfasern machen dies möglich.

Forschende der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa und der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Schweiz, entwickelten eine vollständig transparente Mund-Nasen-Schutzmaske. Die Maske, ursprünglich als Operationsmaske entwickelt, steht kurz vor der industriellen Fertigung. Das neu gegründete Start-up HM-Care will mit der Produktion beginnen.

Schutzmasken maskieren das Gesicht

In den letzten Monaten erlebt man vielerorts, wie seltsam es ist, mit Menschen zu sprechen, bei denen man nur die Hälfte des Gesichts sieht, weil sie eine Maske zum Schutz vor Covid-19 tragen. Emotionen lassen sich nur schwierig entschlüsseln, die Stimme wird gedämpft.

Die Polymerfasern der Schutzmaske Hello-Mask lassen die Membran durchsichtig erscheinen, halten Krankheitserregern jedoch fern. Bild: EPFL

Es gibt Menschen, bei denen die Gesichtsmaske die Kommunikation zusätzlich erschwert: Kinder, ältere Menschen und Schwerhörige zum Beispiel. Daher arbeiten Forschende der Empa gemeinsam mit ihren Kollegen vom „Essential Tech Center“ der EPFL seit rund zwei Jahren an einer transparenten Maske. Das Material der Maske aus organischen Polymeren ist inzwischen verfügbar, und so konnte vor kurzem das Start-up HM-Care gegründet werden. Die Vermarktung der Masken ist auf Anfang 2021 geplant.

Kommunikation zwischen Menschen verbessern

Die „Hello Mask“, so heißt die neue transparente Maske, soll die normalerweise von medizinischem Personal getragene dreilagige Maske ersetzen, die seit der Corona-Pandemie überall in der Öffentlichkeit zu sehen ist. Die vollständig durchsichtige Version soll die Beziehung zwischen kommunizierenden Menschen verbessern.

Klaus Schönenberger, Direktor des Essential Tech Center der EPFL, war 2015 sehr berührt, als er in Westafrika Krankenschwestern mit Ebola-Patienten arbeiten sah: „Von Kopf bis Fuß geschützt, trugen sie ein Foto von sich auf der Brust, um ihrer Beziehung zu ihren Patienten eine menschliche Note zu verleihen.“ Dieses Erlebnis führte zu der Idee, eine vollständig transparente Schutzmaske zu entwickeln.

Thierry Pelet, CEO HM-Care (l.) und Klaus Schönenberger, EPFL. Bild: EPFL

Im Internet findet man zwar einige Prototypen von Masken, mit welchen der untere Teil des Gesichts sichtbar ist. „Doch es handelt sich hier um herkömmliche Masken, in welche eine Kunststoffschicht integriert wird“, erklärt Thierry Pelet, künftiger CEO von HM-Care. Diese Art von Polymer sei nicht porös genug, behindert den Atemkomfort und lässt die Maske feucht werden.

Transparenz, Beständigkeit, Porosität in Einklang bringen

Um insbesondere Transparenz, Beständigkeit und Porosität in Einklang zu bringen, waren zwei Jahre gemeinsamer Forschung an der Empa und der EPFL erforderlich. Das Ergebnis ist eine Membran aus einem speziell für diese Anwendung entwickelten Polymer. „Wir können derartige feine Membranen mit einer Porengröße von etwa 100 nm mittels so genanntem Elektrospinnen herstellen“, erklärt Empa-Forscher Giuseppino Fortunato vom Labor für Biomimetic Membranes and Textiles in St. Gallen. Die Anordnung der Fasern sorgt für winzige Zwischenräume, die zwar Luft durchlassen, Viren und Bakterien aber zurückhalten.

Bei der Herstellung mittels Elektrospinnen werden Polymerfilamente dank elektrischer Anziehung gedehnt. Für die Massenproduktion sind nur wenige Anpassungen erforderlich. Das neue Material wird in Form einer Rolle produziert, von der die Masken abgeschnitten und zusammengesetzt werden können.

mg

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