Keimen geht es mit UV-Strahlen an den Kragen

Das Fraunhofer LBF untersucht, wie Kunststoffe durch UV-Strahlen altern – sodass deren Oberflächen problemlos mit UV desinfiziert werden können.

Die Desinfektion von Kunststoffoberflächen mit potenziell hoher Keimbelastung mittels UV-Strahlen ist eine Alternative, wenn Oberflächen nicht chemisch desinfiziert werden können. Dafür wird energiereiche UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 100-280 nm (UV-C) genutzt, die unter anderem Corona-Viren abtötet.

UV-C-Strahlung zerstört die DNA von Mikroorganismen wie Viren, Bakterien, Hefen und Pilzen. Deshalb wird sie heute beispielsweise zur Oberflächenentkeimung in Operationssälen oder Laboren, zur Raumluftdesinfektion oder Wasseraufbereitung genutzt. Kontaminierte Oberflächen werden dabei in wenigen Sekunden und ohne den Einsatz schädlicher Chemikalien keimfrei gemacht. Die applizierte UV-C-Dosis – das heißt Bestrahlungsstärke mal Zeit – muss dabei ausreichen, um die vorhandenen Keime sicher abzutöten.

Seit Beginn der Corona-Pandemie hat die Desinfektion mit UV-C-Strahlung verstärktes Interesse auf sich gezogen, da Schutzmasken oder Textilien, aber auch kontaminierte Oberflächen in vielen Bereichen schnell, einfach und automatisch desinfiziert werden können. Bereits im Einsatz ist die UV-C-Desinfektion an Rolltreppen, wobei ein Desinfektionsmodul in der abgeschirmten Rückführung des Handlaufs verbaut ist. Der Handlauf wird kontinuierlich bestrahlt und dabei keimfrei gehalten.

Allerdings kann sie auch die organischen Makromoleküle in Kunststoffen zerstören und dabei zu Materialschäden führen. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat nun ein Projekt gestartet, in dem Verfahren mit dem Ziel entwickelt werden sollen, die Kunststoffalterung durch UV-Strahlen besser zu verstehen, den Zerfall zu verhindern und die UV-C-Desinfektion künftig routinemäßig und großflächig anwenden zu können.

„Während einer Pandemie sind zunächst schnelle Lösungen gefragt. Betreiber müssen sich jedoch auch dagegen absichern, dass Anlagen, Gebäude oder Laboreinrichtungen durch die energiereiche UV-C-Bestrahlung geschädigt werden, damit ihr Wert über den geplanten Lebenszyklus erhalten bleibt“, sagt Dr. Robert Brüll, Group Manager Material Analysis am Fraunhofer LBF.

„Zur Alterung von Kunststoffen durch die hochenergetische UV-C-Strahlung gibt es bisher kaum Untersuchungen. Weder sind die genauen Mechanismen der Polymerschädigung bekannt, noch ist die Wirkung zusätzlicher Faktoren wie Feuchte und Temperatur erforscht. Gleiches gilt für die Wirkungsweise von Stabilisatoren gegen UV-C-Fotooxidation“, betont Brüll. „All dies ist aber Voraussetzung für die gezielte Auswahl von Polymermaterialien, die Entwicklung von Formulierungen mit möglichst langer Lebensdauer in UV-C-Einsatzbereichen sowie einen materialschonenden Einsatz der Bestrahlung.“ Dabei müssten für die unterschiedlichen Kunststoffe jeweils maßgeschneiderte Lösungen entwickelt werden.

Interessierte Firmen – beispielsweise aus den Bereichen Bestrahlungstechnik, Handel und Transport oder Kunststoffmaterialien – lädt das Fraunhofer LBF zur Mitarbeit im Projekt ein.

sk