Corona-Forschung

Corona-Forschung am Fraunhofer IKTS

Keramische Lösungen zur Bekämpfung der Coronavirus-Pandemie

 

Ein Sofortprogramm der Fraunhofer-Gesellschaft fördert Projekte aus diversen Sektoren, die nachweislich die Eindämmung der Pandemie unterstützen. In diesem Zusammenhang bearbeitet das Fraunhofer IKTS mehrere Projekte und nutzt das hervorragende Eigenschaftsportfolio von Hochleistungskeramiken für Anwendungen im Bereich der biomedizinischen Analytik oder des Infektionsschutzes. Damit möchten wir einen Beitrag zum wissenschaftlichen Fortschritt in der Bekämpfung des Coronavirus leisten.

 

CoClean-up: Hocheffiziente Raumluftdesinfektion zur Eindämmung des Coronavirus

 

Als Hauptübertragungsweg für SARS-CoV-2 gelten virushaltige Tröpfchen und Aerosole, die u. a. beim Atmen und Sprechen entstehen. In einem gemeinsamen Projekt entwickeln die Fraunhofer-Institute IKTS und ITEM ein System, mit dem die Luft in geschlossenen Räumen in Krankenhäusern, Schulen, Restaurants oder Fitnessstudios zukünftig desinfiziert werden könnte. Das System arbeitet auf dem Verfahrensprinzip der elektrochemischen Totaloxidation, bei der organische Substanzen wie Viren vollständig zerstört werden. Dies garantiert, dass auch Endotoxine oder andere Produkte unvollständigen Schadstoffabbaus nicht in die Raumluft, insbesondere bei Klima- oder Lüftungsanlagen, gelangen. Das Fraunhofer IKTS verantwortet im Projekt die Auslegung des Gesamtsystems sowie die Entwicklung von keramischen Diffusoren und des elektrochemischen Oxidationsmoduls. Nach erfolgreicher Entwicklung eines Prototyps zur Raumluftdesinfektion sollen rasch Systemoptimierung und -integration, eine Erprobung an luftgetragenen Pathogenen sowie eine Maßstabsvergrößerung erfolgen und die Markteinführung vorangetrieben werden.


Ansprechpartner: Dipl.-Chem. Hans-Jürgen Friedrich, +49 351 88815-720, hans-juergen.friedrich@ikts.fraunhofer.de

 

MEMBsS: Dezentrale Bereitstellung von Sauerstoff für Beatmungsgeräte

 

Die Corona-Pandemie stellt die Gesundheitssysteme betroffener Länder vor große Herausforderungen. Um die Kapazität an Beatmungsplätzen für schwer erkrankte COVID-19-Patienten in Belastungsspitzen deutlich steigern zu können, entwickelt das Fraunhofer IKTS Sauerstoffgeneratoren, mit denen sich dezentral reiner Sauerstoff erzeugen lässt und die damit an wechselnden Aufstellorten in Krankenhäusern oder provisorischen Einrichtungen betrieben werden können. Die Systeme trennen dabei Sauerstoff aus der Umgebungsluft ab. Dieser ist steril und frei von viruziden Komponenten. Der Trennprozess basiert auf mischleitenden keramischen Membranen, die bei hohen Temperaturen nur für Reinst-O2 permeabel sind. Der Sauerstoffgenerator soll als Prototyp eines Seriengeräts aufgebaut, getestet und evaluiert werden und die Versorgung von ca. 15 Patienten (85 L O2/min) ermöglichen.


Ansprechpartner: Dr. Ralf Kriegel, +49 36601 9301-4870, ralf.kriegel@ikts.fraunhofer.de

 

TO-G: Plasmadesinfektion von medizinischer Schutzkleidung

 

Mangelnde Schutzkleidung ist eine enorme Bedrohung im Kampf gegen die Coronavirus-Pandemie. Derzeit wird an Plasmadesinfektionsanlagen geforscht, mit denen Schutzkleidung desinfiziert und damit wieder verwendet werden kann. Allerdings verschleißen die aktuell eingesetzten Plasmaelektroden aus Kunststoff und Metall sehr schnell, was sehr nachteilig für die ansonsten hochattraktive Desinfektionsmethode ist. Um diese Problematik zu lösen, entwickelt das Fraunhofer IKTS für diese funktionale Kernkomponente elektrisch leitfähige Keramiken basierend auf einer innovativen Sintertechnologie für Titanoxide. Diese halten zum einen den hohen elektrischen Spannungen, die zur Plasmaerzeugung notwendig sind, zuverlässig stand. Zum anderen lassen sich funktional unterschiedliche Elektrodenkomponenten in nur einem Prozessschritt kostengünstig verbinden.


Ansprechpartner: Dr.-Ing. Hans-Peter Martin, +49 351 2553-7744, hans-peter.martin@ikts.fraunhofer.de

 

Mikro-PCR: Präzise regelbare Thermocycler für einen schnellen Nachweis von SARS-CoV-2

 

Für den labordiagnostischen Nachweis einer Corona-Infektion werden PCR-Tests genutzt. Um die Testzeiten in Zukunft weiter zu verkürzen und damit schneller Infektionsketten unterbrechen zu können, entwickelt das Fraunhofer IKTS neuartige Thermocycler. Diese helfen das Probenmaterial schnell und gezielt aufzuheizen und abzukühlen, um das darin enthaltene Erbgut des Virus mithilfe der Polymerasekettenreaktion (PCR) zu vervielfältigen und so nachweisen zu können. Für den neuen Thermocycler werden verschiedene keramische Technologien miteinander kombiniert: Über additive Fertigungsverfahren wird das Gehäuse mit integrierten Heizleiterstrukturen gedruckt und diese mit keramischen Heizpasten funktionalisiert. So sind ein direkter Wärmeübergang und schnellere Aufheiz- und Abkühlraten möglich.


Ansprechpartner: Dr.-Ing. Lars Rebenklau, +49 351 2553-7986, lars.rebenklau@ikts.fraunhofer.de