Die Helmholtz-Gemeinschaft geht die Pandemie ganzheitlich an. Wie kommt man jetzt aus der Krise, wie kann man neue Pandemien verhindern? Interdisziplinäre Verbundprojekte aus Helmholtz-Forschungszentren, die diese Fragen angehen, werden jetzt gefördert im Rahmen der Kampagne „Die Corona-Pandemie: Erkenntnis, Bewältigung, Prävention“. DESY ist mit seinem NanoLab beteiligt.

Diese Forschungsverbünde werden mit einer neuen Fördermaßnahme durch den Impuls- und Vernetzungsfonds der Helmholtz-Gemeinschaft im Rahmen eines Pilotprojekts für kampagnenartige Projekte gefördert. Ein Beitrag zu dieser Kampagne heißt CORAERO - "Airborne Transmission of SARS Coronavirus - From Fundamental Science to Efficient Air Cleaning Systems" und wird von der Expertise des Centre for X-ray and Nano Science (CXNS) profitieren, wo das DESY NanoLab angesiedelt ist. 

Heshmat Noei, wissenschaftliche Projektleiterin bei DESY und eine der Workpackage-Leiterinnen des Konsortiums sagt: "Während der Pandemie haben wir alle mehr über die Übertragung von Viren durch Schmierinfektionen und Aerosole gelernt. CORAERO konzentriert sich auf die Erforschung und Verhinderung der Virusübertragung durch Aerosole und Tröpfchen."

 

Fachleute aus Medizin, Biologie, Physik, Chemie, Material-, Ingenieur- und Sozialwissenschaften arbeiten gemeinsam an der Entwicklung von Technologien, um die Ausbreitung von Viren zu stoppen. Beteiligt sind sechs Helmholtz-Zentren und vier Partnerinstitutionen. Claudia Traidl-Hoffmann vom Helmholtz Zentrum München ist die wissenschaftliche Koordinatorin des Gesamtprojekts. „Wir planen Forschung und Technologietransfer für neuartige Technologien, die SARS-CoV-2 und andere Viren in der Luft und auf Oberflächen entfernen und inaktivieren", sagt sie. Das Projekt wird mit rund sechs Millionen Euro gefördert und hat eine Laufzeit von 4,5 Jahren, beginnend im Juli 2021.

DESY trägt mit seiner Expertise in der Photokatalyse an Oberflächen und Grenzflächen mit oxidischen und metallischen Nanomaterialien bei. Heshmat Noei erklärt: „Als vielversprechendes Werkzeug gegen eine Virusverbreitung ist die Photokatalyse weithin anerkannt. Doch noch sind die Mechanismen der Virusinaktivierung nicht abschließend geklärt. Ein limitierender Faktor für die effiziente Umsetzung solcher Technologien bildet die für Photokatalyse typische langsame Reaktionskinetik. Das bedeutet, dass grundlegende wissenschaftliche Studien zu und an Oberflächen erforderlich sind. Um die Effizienz des Katalysators zu verbessern, muss etwa die Produktion reaktiver Sauerstoffspezies erhöht oder die Oberflächenadsorption durch Katalysator-Modifikation verbessert werden.“

Sie fährt fort: „Zentraler Fokus unseres Projekts bildet die Erforschung der Virus-Wechselwirkung mit der Katalysator-Oberfläche und der anschließenden photoinduzierten Inaktivierung des Virus. Außerdem Design von Nano-(Photo)-Katalysator-Materialien für die Inaktivierung der Viren inklusive Synthese und Weiterentwicklung der Inaktivierungsmaterialien von Photokatalysatoren hin zu Membranen und Fasern für die Anwendung in Luftsterilisationssystemen unter Verwendung nachhaltiger Energie wie Sonnenlicht."

Heshmat Noei: „Unser Ansatz ist es, die katalysatorbasierten Materialien für eine breite technologische Anwendung und eine großflächige Virusinaktivierung vorzubereiten und bereitzustellen."

Andreas Stierle, Leiter des DESY NanoLab und Professor für Nanowissenschaften an der Universität Hamburg, erklärt dazu: „CORAERO ist ein ausgezeichnetes, interdisziplinäres Projekt, welches die Schlagkraft der Helmholtz-Gemeinschaft zur Bearbeitung hochaktueller Probleme unter Beweis stellt. Das DESY NanoLab kann hier mit seiner Expertise in photokatalytischen Prozessen an Oxidoberflächen neue Impulse im Verständnis der Inaktivierung von Viren auf Oberflächen durch Licht liefern.“

Ziel des Helmholtz-Projekts CORAERO insgesamt ist es, neue Technologien für den Einsatz in Schulen, Betrieben, öffentlichen Verkehrsmitteln und auf öffentlichen Plätzen zu entwickeln und zu transferieren, sodass drastische Maßnahmen wie Schulschließungen in Zukunft möglichst verhindert werden können.