Uni Kassel: Entwicklung biozidfreier antimikrobieller Kunststoffe

Herstellung von Kunststoff - (Bild: Gandayo UG).

Kunststofffolien, die nicht nur selbstdesinfizierend und dauerhaft antimikrobiell sind, sondern auch aus einem biozidfreien Kunststoffadditiv bestehen - das wollen Wissenschaftler des Fachgebiets Kunststofftechnik der Universität Kassel in einem gemeinsamen Projekt mit der Munditia Technologies GmbH ("Munditech") entwickeln. Die zugrunde liegende Technologie zur Herstellung antimikrobieller Oberflächen wird bereits erfolgreich in Farben und Lacken oder in Sprays eingesetzt. Voruntersuchungen zeigen vielversprechende Ergebnisse für die Einarbeitung des biozidfreien Füllstoffs in Kunststoffe.

Die Entwicklung antimikrobieller Kunststoffe hat seit der CoVid19-Pandemie von 2020 bis 2022 rasant zugenommen. Kunststoffprodukte mit antimikrobiellen Oberflächen finden breite Anwendung in der Lebensmittelindustrie, bei Konsumgütern, in der Medizintechnik und in vielen anderen Bereichen. Die Verbreitung ist jedoch noch nicht marktübergreifend. Dies ist auf verschiedene Nachteile der bisher eingesetzten Technologien zurückzuführen. So werden zur Herstellung antimikrobieller Kunststoffoberflächen umweltbelastende Biozide wie Silberionen, Kupferverbindungen oder andere chemische Substanzen eingesetzt, die zudem in der Regel sehr teuer sind. Zudem verlieren diese Oberflächen nach einiger Zeit ihre Wirkung oder Mikroorganismen entwickeln Resistenzen.

Ziel des Projektes „DesiKu - Selbstdesinfizierende antimikrobielle Kunststoffoberflächen ohne Biozide ("biozidfrei)“ ist die Entwicklung einer dauerhaft biozidfreien antimikrobiellen Kunststofffolie im Schmelzmischverfahren (Compoundierung). Bei Kontakt dieses Materials mit Mikroorganismen werden hydrophobe Wechselwirkungen aktiviert, die deren Zellmembranen zerstören und somit antimikrobiell wirken. Ein großer Vorteil hierbei ist, dass der Materialeinsatz bei gleicher Wirkung gering bleibt, da das verwendete Additiv nur der Kunststofffolie zugesetzt wird. Das eigentliche Bauteil unter der Folie wird nicht verändert. Außerdem wird das Additiv in das gesamte Volumen des Kunststoffs eingebracht. Dadurch ist kein Abrieb und damit kein Verlust der antimikrobiellen Eigenschaften zu erwarten. Das Projekt läuft von Oktober 2023 bis September 2025 und wird vom Land Hessen über das "Loewe"-Programm (LandesOffensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, Förderlinie 3: KMU Verbundvorhaben) mit rund 250.000 Euro gefördert.

Die Herstellung einer biozidfreien antimikrobiellen Kunststofffolie bietet ein enormes Potenzial vor allem für transparente Touch-Display-Anwendungen und Monitore, wie z.B. Handy-/Tablet-Displays, Kfz-Infotainmentsysteme, Geldautomaten, Anwendungen im Heimbereich, im Krankenhaus sowie im Schienenverkehr etc. Auch nichttransparente Anwendungen wie Kinderspielzeug, Tastaturen oder Fernbedienungen sind denkbar.

Das Projekt wird im Rahmen des Forschungsclusters „BiTWerk - Biologische Transformation technischer Werkstoffe“ durchgeführt.

Weitere Informationen: www.uni-kassel.de/go/bitwerk

Universität Kassel, Institut für Werkstofftechnik, Kassel

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