Mit -OH, -COO-, -NH3+ Gruppen ausgerüstete Textilien binden sowohl antiviral wirkendes Arginin (Arg) als auch elementares Metall (Me°)

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Neues unseres Partners bionic surfaces

An SARS-CoV-2 erkrankte Patienten verbreiten das Virus als Aerosol, das sich früher oder später auf einer Oberfläche absetzt und über mehr als 72 Stunden infektiös bleiben kann.

Weltweit schützen sich Pflegekräfte und Ärzte mit Schutzkleidung, sog. Personal Protective Equipment (PPE). Bei diesen Überwürfen und Masken handelt es sich um Vliesstoffe, sog. non wovens (NWs), die aus Kunststoffasern auf Basis von PP und/oder PET hergestellt werden.

Die SARS-CoV-2 Pandemie hat eine intensive Suche nach Schutzkleidung mit neuen, insbesondere auch antiviralen Eigenschaften ausgelöst. In diesem Zusammenhang ist die chemische Beständigkeit von PP / PET eine Herausforderung, insbesondere das Fehlen sogn. ‘funktioneller Gruppen‘ wie -OH, -COO-, -NH3+ auf der Faseroberfläche.

Diese funktionellen Gruppen sind condition sine qua non für gezielte, stabile Oberflächenmodifikationen, wobei die Ausrüstung von Faser- bzw. Vliesstoffoberflächen mit viruziden Verbindungen nur ein Beispiel ist.

Seit über 30 Jahren befasst sich - bionic surfaces - mit der nass-chemischen Modifizierung  von Kunststoffoberflächen. Die entwickelten Methoden entsprechen industriellen Standards, beispielsweise der der Textilfärbung mit einer Geschwindigkeit von 100 m/min.

Das Bild zeigt Tücher aus PP nach mehreren Waschgängen. Die Oberfläche von zwei Tüchern weist funktionelle -OH Gruppen auf. Ein üblicherweise zur Färbung von Baumwolle eingesetzter (roter) Farbstoff konnte dabei mit diesen -OH Gruppen eine stabile (Ester-) Bindung eingehen. Das weiße Tuch ist die Kontrolle mit nicht-funktionalisierter Oberfläche.

Wenn anstelle des roten Farbstoffs die basische Aminosäure Arginin auf die NW Oberfläche gebunden wird, reduziert sich die Infektiosität von SARS-CoV-2 um mehr als 5 (fünf) Größenordnungen. (Ergebnisse des Institut für Virologie und Immunologie, Universität Würzburg, Prof. Dr. Jochen Bodem, wobei die Untersuchungen gemäß ISO 18184:2019 ‚Determination of antiviral activity of textile products‘ durchgeführt wurden.)

Funktionalisierte Kunststoffoberflächen eignen sich auch für die bottom-up Methode der Nanotechnologen: Zunächst Kontaktierung des funktionalisierten Materials mit Metall-Kationen (Me+(+)) und in einem zweiten Schritt Reduktion der Ionen zum elementaren Metall (Me°) - wobei beide Schritte in wässriger Phase erfolgen. Das elementare Metall ist erstaunlich stabil auf der Faseroberfläche gebunden: Im Gegensatz zu unbehandelten Kontrollen bleibt Silber auch nach mehrmaligem Waschen stabil auf oberflächen-funktionalisiertem Vliess gebunden, Abbildung 3.

Für den Nachweis mikrobiozider, insbesondere antiviraler Eigenschaften von mit Metallen bzw. Metalloxiden beschichteten textilen Flächengebilden sucht der Autor dieses Beitrags Partner, ebenso wie für das Erarbeiten nanotechnologisch relevanter Daten wie Morphologie und (katalytischer) Funktionalität.

Weiterführender Kontakt:

- bionic surfaces -
Dr. med. Rolf Siegel
Auf der Roethe 7
D-97076 Wuerzburg

Tel.: +49-931-275868
FAX:  +49-931-272757
email: rolf(at)bionicsurfaces.de

Mit -OH, -COO-, -NH3+ Gruppen ausgerüstete Synthesefasern ermöglichen u.a. die Fixierung von elementarem Metall (Me°)

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