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27. 01. 2021
Verfasst von: Marc Müller

Innovative Schutzmasken – mehr Sicherheit und Tragekomfort

Eine Wissenschaftlerin in Schutzausrüstung während der Maskenprüfung mittels Natriumchlorid-Aerosolen © IMP, Universität Hannover
Die Wissenschaftlerin prüft die Filterleistung von Vliesstoffen mittels Natriumchlorid-Aerosolen.

Das Tragen von Mund-Nasen-Masken ist in Pandemiezeiten Alltag geworden. Und jeder weiß: In den Schutzmasken schlummert noch viel Optimierungspotenzial. Forschende in Hannover entwickeln mit Kooperationspartnern innovative und transparente Materialien für mehr Schutz und Tragekomfort sowie neuartige Herstellungs- und Prüfverfahren.

Neue Herstellungs- und Prüfverfahren

Persönliche Schutzausrüstung hat mit Beginn der Corona-Pandemie einen ganz neuen Stellenwert in der Bevölkerung erreicht. Mund-Nasen-Masken schützen im Idealfall die Trägerinnen und Träger sowie andere Personen vor Erregern und weisen einen hohen Tragekomfort auf. Dabei sind die genauen Wirkzusammenhänge zwischen Materialeigenschaften, Herstellung und Filterleistung noch nicht vollumfänglich verstanden. Das erforscht das Institut für Mehrphasenprozesse (IMP) an der Leibniz Universität Hannover mit Kooperationspartnern.

Filterleistung und Atemwiderstand

Das Institut unterstützt zum Beispiel die Fiber-To-Go GmbH, die als regionaler Spezialist für Meltblown-Technologie seit Beginn der Pandemie intensiv in die Entwicklung von filtrierenden Vliesstoffen eingebunden ist. Die Forschenden prüfen die Vliesstoffe hinsichtlich Filtereffizienz gegenüber Aerosolen und bestimmen den Atemwiderstand. Gefördert durch die Region Hannover, arbeiten die Partner zudem daran, anwendungsorientierte Prüfverfahren für filtrierende Vliesstoffe zu etablieren.

Zwei zylinderförmige Elektroden werden von ultradünnen Fasern umwickelt © IMP, Universität Hannover
Herstellung ultradünner polymerer Vliesstoffe mittels Gap-Elektrospinnen
Das Bild zeigt, wie sich Tröpfchen in der Luft vor einem Gesicht mit Mund-Maske verteilen. © BFM, Charité Berlin
Simulation des Aerosolstroms anhand eines Schutzmaskenmodells

Transparente Stoffe vereinfachen Mimik

Gemeinsam mit dem Institut für kardiovaskuläre Computer-assistierte Medizin der Charité Berlin forscht das IMP an einem neuartigen Herstellungsverfahren von aktiven filtrierenden Vliesstoffen. Diese halten Erreger nicht nur mechanisch zurück, sondern töten sie aktiv ab. Zum Beispiel werden Erregerhüllen ab einer gewissen elektrostatischen Ladung zerstört. Zudem sollen die innovativen Vliesstoffe extrem dünn und transparent sein und somit die soziale Interaktion zwischen Fachpersonal und Patienten über Mimik und Lippenlesen erheblich vereinfachen. Für die Transparenz und gleichzeitige hohe Filterleistung kombiniert das Forschungsteam die Verarbeitung bioabbaubarer Polymere (Elektrospinnen) mit numerischen Verfahren.

Nachhaltige Filterwirkung

Wie sich häufige Reinigungsverfahren auf die Eigenschaften von Mund-Nasen-Masken auswirken, untersuchen die Forschenden mit der Tutelo UG. Die Partner wollen komfortable Alltagsmasken mit einer idealen Passform und der effektiven Filterwirkung filtrierender Halbmasken kombinieren. Durch Visualisierung der Atemströme werden die Durchlässigkeit der Maske und damit potenzielle Infektionsrisiken quantifiziert. Ein großer Vorteil liegt in der Nachhaltigkeit dieser Lösung, da sämtliche Materialien umfangreiche Reinigungszyklen überstehen und trotzdem ihre Schutzwirkung beibehalten.

Dr.-Ing. Marc Müller
Adresse
Institut für Mehrphasenprozesse (IMP)
Leibniz Universität Hannover
Dr.-Ing. Marc Müller
Adresse
Institut für Mehrphasenprozesse (IMP)
Leibniz Universität Hannover
Leibniz Universität Hannover, uni transfer
Adresse
Brühlstraße 27
30169 Hannover
Leibniz Universität Hannover, uni transfer
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Brühlstraße 27
30169 Hannover