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Letzte Aktualisierung: 23.07.2021

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Aerosolabscheidung in der Corona-Pandemie

Neue Erkenntnisse im Bereich des 3-D-Drucks von Mikrostrukturen

von Franziska Pöttgen

(20.07.2021) Seit Beginn der Corona-Pandemie und der gestiegenen Bedeutung von Filtern in Masken und Luftfiltergeräten rückt die Arbeit des Instituts für Strömung in additiv gefertigten porösen Strukturen, kurz ISAPS, der Hochschule Heilbronn (HHN) ins Zentrum der Öffentlichkeit. Die Forscher des ISAPS beschäftigen sich mit porösen Medien, wozu z.B. die Filtration von Aerosolen und luftgetragenen Keimen wie den SARS-CoV-2-Viren gehören. Sie forschen aber auch im Bereich des 3-D-Drucks von Mikrostrukturen oder über Filmströmungen, die z.B. in Kühltürmen oder Wärmetauschern auftreten.

Professor Uwe Gleiter ist Mitglied des ISAPS-Leitungsteams.
Foto: Hochschule Heilbronn
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Seit Oktober 2020 berät Forschungsprofessorin Jennifer Niessner als Mitglied im „Expertenkreis Aerosole“ die zuständige Behörde der Landesregierung Baden-Württemberg. Im Fokus stehen aerosolbezogene Fragestellungen, die daraus resultierenden Schutzmaßnahmen und deren Umsetzbarkeit. Berücksichtigt werden dabei neueste wissenschaftliche Erkenntnisse, die auch vom ISAPS-Team in mehreren Forschungsprojekten erarbeitet werden. Beispielweise geht es darum, mithilfe von Strömungssimulationen Aerosolströme sichtbar zu machen und den idealen Filter – ggf. additiv gefertigt – zu entwickeln. Die Anwendungsgebiete erstrecken sich aber weit über das Thema Schutzmasken hinaus und reichen von technischen Anwendungen (z.B. Filter, Brennstoffzelle, Katalysatoren, Papier- und Drucktechnik) über medizinische Anwendungen (z.B. Gehirntumorbehandlung, patientenspezifische Behandlung) hin zu Umweltanwendungen (z.B. Geothermie, CO2-Speicherung im Untergrund).

Das ISAPS-Team kooperiert in allen Projekten mit einer Vielzahl von Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und dem Gesundheitswesen. Diese wissenschaftliche und industrielle Fachwelt rund um die Themen „poröse Medien“, „Strömung“, „additive Fertigung“ und „Aerosole“ kam im Juli zum ersten ISAPS-Symposium zusammen. „Wir sind stolz darauf, unseren Teilnehmern ein hochklassiges Programm mit Beiträgen von international renommierten Wissenschaftlern und Fachexperten aus der Industrie bieten zu können", beschreibt Niessner die Zielsetzung der Veranstaltung.

Interdisziplinäre Zusammenarbeit

Referenten der unterschiedlichen Fachgebiete spannten den Bogen von grundlagenorientierten Fragestellungen hin zu industriellen und klinischen Anwendungen. Die Experten diskutierten beispielsweise den Einsatz keramischer Schäume für die Medizintechnik oder die Möglichkeiten, die sich durch den 3-D-Druck mit Polymeren ergeben. Und sie tauschten sich über die Schutzwirkung von Maßnahmen zur Aerosolabscheidung vor dem Hintergrund der Corona-Pandemie aus. So kamen Simon Berger, Lukas Springsklee, André Baumann, Adrian Tobisch und Dennis Hoch vom Institut für Strömung in additiv gefertigten porösen Strukturen (ISAPS) in ihrer Keynote zum Schluss, dass Masken und Raumluftreiniger wertvolle Bausteine im COVID-19-Schutz sind. Bei Masken kommt es neben einem wirkungsvollen Filtermaterial auf eine gute Passform zum Gesicht sowie eine große Filterfläche an. Bei Raumluftreinigern kann insbesondere durch eine gute Aufstellung die Aerosolexposition drastisch gesenkt werden, wenn Sie bei der empfohlenen Luftwechselrate betrieben werden.

„Die Vielfalt der international vorgetragen Themen fand ich sehr gelungen. Die Mischung aus klassischen Ingenieurswissenschaften und Medizin zeigt insbesondere beim Thema Aerosole die Synergieeffekte auf, die hier gegeben sind und zukünftig sicher noch viel stärker genutzt werden können. Auch der Einblick in den Stand der Forschung beim Thema der additiven Fertigung fand ich sehr interessant, insbesondere, was den Druck von Mikrostrukturen betrifft.“, schildert Steffen Gorzawski, Teamleader - R&D Innovation Systems bei Filtration Group Industrial und Vorsitzender des ISAPS-Fachbeirats, seine Eindrücke der Veranstaltung. 

Auch Prof. Dr.-Ing. Uwe Gleiter, Mitglied des ISAPS-Leitungs-Teams ist zufrieden und sagte: "Wir freuen uns sehr, dass das ungewohnte Hybridformat, also die Verbindung aus digitalen Beiträgen und solchen in Präsenz so gut angenommen wurde und wir so unsere internationalen Experten unkompliziert einbinden konnten.

Hochschule Heilbronn – Kompetenz in Technik, Wirtschaft und Informatik

Mit ca. 8.200 Studierenden ist die Hochschule Heilbronn eine der größten Hochschulen für Angewandte Wissenschaften in Baden-Württemberg. Ihr Kompetenz-Schwerpunkt liegt auf den Bereichen Technik, Wirtschaft und Informatik. An vier Standorten in Heilbronn, Heilbronn-Sontheim, Künzelsau und Schwäbisch Hall bietet die Hochschule mehr als 50 Bachelor- und Masterstudiengänge an. Die Hochschule pflegt enge Kooperationen mit Unternehmen aus der Region und ist dadurch in Lehre, Forschung und Praxis sehr stark vernetzt.