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Forschungsvorhaben 2018

Foerderstiftung


Umweltfreundliches antibakterielles Hygienesystem durch Licht-steuerbare Textilien („ROSItex“)

Institut: RWTH Aachen, Institut für Textiltechnik/Institut für Molekulare Bildgebung

 Zielsetzung und Innovationsaspekt

  • Selbstdesinfizierende Innenraum-Textilien sollen Krankheitserreger in der Luft und auf Oberflächen inaktivieren, wobei umwelt- und gesundheitsschädliche Desinfektionsmittel vermieden und nachhaltige Rohstoffe verwendet werden sollen.
  • Die Methode der photodynamischen Therapie (PDT), die aus der klinischen Krebstherapie stammt, soll erstmals auf selbstdesinfizierende Textilien angewendet werden.

 

Inaktivierung von infektiösen Agenzien durch photodynamische Therapie (PDT):

  • Ein Photosensitizer (PS) absorbiert Licht und wird aus dem Grundzustand in einen höheren Energie-zustand  (Singulett-Zustand) angeregt.
  • Der PS kann in einen energetisch tieferen Triplett-Zustand übergehen und die frei werdende Energie auf ein Sauerstoffmolekül im Triplett-Zustand übertragen, das dadurch in den höheren Singulett-Zustand angeregt wird.
  •  Singulett-Sauerstoff ist eine hochreaktive Sauerstoffspezies (ROS), die Mikroorganismen durch Oxidationsreaktionen abtötet.
  • Die kurzlebigen (50 µs) ROS wirken vor allem am Entstehungsort aber auch bis zu 0,7mm entfernt in der Umgebungsluft keimtötend.

 

 

Rositex

Mikromotoren als universelle Alleskönner in der Wasseraufbereitung

Institut: TU Dresden, Freigeistgruppe Physikalische Chemie

Zielsetzung und Innovationsaspekt

  • Mikromotoren bzw. Mikroschwimmer werden in Laborversuchen zur Durchmischung von Lösungen eingesetzt, um die Effizienz katalytischer Reaktionen zu erhöhen.
  • Erste Mikromotoren mit photokatalytischem Antrieb (z.B. AgCl-Sterne oder TiO2-Partikel mit Cu- oder Au-Beschichtung) wurden bereits realisiert.
  • Mit Sonnenlicht aktivierte Mikroschwimmer sollen zum Einsammeln von Mikroplastik-Partikeln in Wasser eingesetzt werden.
  • Die photokatalytische Aktivität dieser Mikroschwimmer soll daneben auch zum Abbau organischer Schadstoffe (Farbstoffe aus der Textilindustrie, Antibiotika, Pestizide) im Wasser ausgenutzt werden, wobei durch die Bewegung der Katalysatorpartikel die Effizienz im Vergleich zu diffusionskontrollierten Prozessen erhöht werden soll.

 

Interaktion von TiO2-Mikropartikeln mit passiven Mikroobjekten:

  • Photokatalytische Reaktionen erzeugen am aktiven Oberflächenbereich sogenannter Janus-Mikromotoren (eine Partikelseite durch Beschichtung inaktiv) gasförmige Produkte und dadurch eine gerichtete Bewegung
  • Im Wasser schwimmende Mikromotoren sammeln und transportieren Partikel.
  • Organische Schadstoffe werden photokatalytisch abgebaut.
  • Lösungen werden durch die Bewegung der Mikroschwimmer durchmischt.

 

mikro