Ob aus Zellulose oder Stoff: Schutzmasken sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Ihre
Schutzwirkung basiert bei den heutigen Modellen auf der Filterung der Aerosole oder zusätzlich auf der
passiven Inaktivierung der Viren mittels geladener Oberflächen, zum Beispiel durch Silberkationen. Damit
die Masken zuverlässig schützen, müssen sie richtig getragen und rechtzeitig ersetzt oder fachgerecht
gewaschen werden. Eine Schutzmaske, die sich jederzeit auf Knopfdruck sterilisieren lässt, hätte
entscheidende Vorteile. Hier setzten die ZHAW und die Firma Osmotex aus Thalwil an: Mit einer
neuartigen elektrochemischen Technologie können Viren und andere Krankheitserreger nicht nur passiv,
sondern zusätzlich auch aktiv unschädlich gemacht werden. Aktuell wird ein Prototyp dieser Maske von
drei Forschungsgruppen des ZHAW-Instituts für Chemie und Biotechnologie in Wädenswil optimiert. Die
Forschenden konnten nachweisen, dass die neuartige Maske sicher und gesundheitlich unbedenklich ist.
Sie soll spätestens im Frühling 2021 marktreif sein.
Erste Maske mit
elektrochemischer Technologie
Laut Osmotex-Cheftechnologe Trond Heldal sind die
bisherigen Resultate vielversprechend. «Unsere Sterilizer Mask wäre die erste Maske weltweit, die sich
elektrochemisch sterilisieren lässt – und zwar rasch und zuverlässig. Das entsprechende Verfahren haben
wir bereits patentieren lassen», erklärt Heldal. «Dank dem wissenschaftlichen Knowhow der ZHAW
konnten wir die Maske optimieren und innert kurzer Zeit zur Marktreife bringen.» Das gemeinsam von
ZHAW-Chemiker Chahan Yeretzian und Osmotex initiierte Projekt wird von der Förderagentur des Bundes
Innosuisse mit 902'000 Franken unterstützt und verfügt über ein Budget von 1.7 Millionen Franken.
Während sich Chahan Yeretzians Team der Sicherheit der Maske widmet, ist das Team von ZHAW-
Mikrobiologe Martin Sievers für die Effizienz und jenes von ZHAW-Chemiker Christian Adlhart für das
Material zuständig. «Nachdem wir die Wirksamkeit der elektrochemischen Technologie mit einer Studie im
Sommer 2020 dokumentiert haben, arbeiten wir nun daran, diese Technologie für sterile Schutzmasken zu
optimieren und alltagstauglich zu machen», so Yeretzian.
Sterilisierung auf
Knopfdruck
Die neuartige Maske besteht aus einem mehrlagigen Spezialstoff sowie
Elektroden und einer Spannungsquelle. Zwischen zwei leitenden Schichten liegt eine isolierende
Membran. Dank einer integrierten und über einen USB-Anschluss aufladbaren Batterie wird auf
Knopfdruck eine elektrische Spannung von wenigen Volt angelegt. Diese erzeugt reaktive
Sauerstoffmoleküle, die Viren und auch Bakterien zuverlässig inaktivieren. Auf diese Weise lässt sich die
Oberfläche der Maske in wenigen Minuten – und sogar während des Tragens – sterilisieren. Die angelegte
Spannung und die erzeugten reaktiven Sauerstoffmoleküle sind dabei minimal und für Menschen absolut
unbedenklich.
Welche reaktiven Sauerstoffmoleküle produziert werden und wie effizient diese die
Krankheitserreger inaktivieren, hängt von der eingesetzten Spannung und von den verwendeten
Materialien ab. Im Labor suchen die ZHAW-Forschenden aktuell nach der optimalen Mischung. «Je nach
Spannung und Aufbau des Textils erreichen wir eine Vireninaktivierung von über 99 Prozent, und zwar
unter weit höheren Anforderungen und in kürzerer Zeit als für antivirale Textilien empfohlen», so ZHAW-
Projektleiter Sebastian Opitz. Die Sterilisierungseffizienz könnte also je nach Einsatzbereich spezifisch
angepasst werden.
Potenzial für weitere Anwendungen
Das
grosse Potenzial des elektrochemischen Verfahrens von Osmotex zeigte sich schon früher bei der
Entwicklung von «intelligenten» Sporttextilien, die den Schweiss aktiv nach aussen transportieren. Im
Rahmen des Innosuisse-Projekts wollen Osmotex und die ZHAW-Forschenden diese Technologie deshalb
auch auf weitere Anwendungen ausdehnen, so etwa auf Sitzbezüge und andere Textilien im öffentlichen
Bereich. Die Liste der potenziellen Anwendungsbereiche ist lang: Spitäler, Rettungsteams, Hotels,
öffentliche Verkehrsmittel, Büros oder Arbeitsplätze. So könnten teure sowie potenziell gefährliche
chemische Stoffe oder UV-Systeme ersetzt werden. «Die elektrochemische Sterilisation könnte sogar eine
Antwort auf die wachsende Problematik multiresistenter Krankenhauskeime sein», sagt Chahan Yeretzian.
Denkbar sind aber auch ganz alltägliche Anwendungen. Beispielsweise könnte eine Handtasche der
einfachen Sterilisierung von Gegenständen wie Schlüssel, Handy oder Münzen dienen.
Kontakt
Prof. Dr. Chahan Yeretzian, Institut für Chemie und Biotechnologie,
ZHAW-Departement Life Sciences und Facility Management, Tel. 058 934 55 26, E-Mail chahan.yeretzian@zhaw.ch
Cornelia Sidler, Media Relations, ZHAW-Departement Life Sciences und Facility Management, Tel. 058
934 53 66
E-Mail cornelia.sidler@zhaw.ch
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