Spezielles UV-Licht tötet Coronaviren

Die Gefahr durch das neuartige Coronavirus beschäftigt aktuell die gesamte Welt. Es sind dringend Mittel zur Bekämpfung von SARS-CoV-2 notwendig. Nun scheint spezielles ultraviolettes Licht Oberflächen von den Viren befreien zu können -- und möglicherweise sogar Luft und Wasser.

Kann uns ultraviolettes Licht vor Covid-19 bewahren?

Eine neue Forschungsarbeit der University of California hat gezeigt, dass spezielles ultraviolettes Licht zur Zerstörung von Coronaviren genutzt werden könnte. Die Untersuchungsergebnisse wurden in dem englischsprachigen Fachjournal „ACS Photonics“ vorgestellt.
Eine Anwendung von ultravioletten LEDs wäre zum Beispiel zur Dekontamination von Schutzanzügen, medizinischer Ausrüstung, Böden und Oberflächen denkbar. Ein kleiner Markt für derartige UV-C-Entkeimungsprodukte existiert bereits im medizinischen Kontext.

Wirkung muss noch belegt werden

In der letzten Zeit hat die Kraft von UV-Licht zur Bekämpfung von Coronaviren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Die Technologie zur Desinfektion mit ultraviolettem Licht existiert bereits seit einiger Zeit. Doch auch wenn sie praktisch angewendet werden kann, muss ihre großflächige Wirksamkeit gegen die Ausbreitung der Coronaviren erst noch belegt werden.
Dem Forschungsteam zufolge konnten mit UV-LED-Produkten Anfang April jedoch bereits 99,9 Prozent der Coronaviren in nur 30 Sekunden zerstört werden. Aktuell kommt diese Technologie in Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Dort dekontaminieren UV-LED-Lampen die Innenräume unbemannter Fahrzeuge.

Nicht jedes UV-Licht ist gleich

Nicht alle UV-Wellenlängen sind gleich. Natürliche UV-A- und UV-B-Wellen werden von der Sonne hergestellt, während UV-C ultraviolettes Licht ist, das nur von Menschenhand produziert werden kann.
UV-C-Licht im Bereich zwischen 260 und 285nm ist für die derzeitigen Desinfektionstechnologien besonders relevant. Dieses Licht ist Studienautor Christian Zollner von der University of California zufolge für die menschliche Haut jedoch schädlich, sodass es aktuell nur für Anwendungen verwendet wird, bei denen keine Personen dabei sind. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) rät deshalb davon ab UV-Desinfektionslampen zur Desinfektion von Händen und anderen Körperteilen zu benutzen. Auch eine flüchtige Exposition gegenüber UV-C-Licht kann bereits Augenschäden und Verbrennungen zur Folge haben.

Herstellung der neuen LEDs

Bei der innovativen Verfahrensweise zur Produktion Tief-Ultravioletter (UV-C)-LEDs wird ein Film der Halbleiterlegierung Aluminium-Gallium-Nitrid (A1GaN) auf einem Substrat aus Siliziumkarbid (SiC) verwendet. Zollner zufolge kann mit Siliziumkarbid als Substrat ein wirksameres und kostengünstigeres Wachstum von hochwertigem UV-C-Halbleitermaterial erzielt werden als mit Saphir, das gewöhnlich verwendet wird. Dies liegt daran, dass die atomaren Strukturen der Materialien optimal zusammenpassen. Generell gilt laut dem Experten: Je mehr sich die atomaren Kristallstrukturen des Substrats und des Films gleichen, desto leichter lässt sich eine hervorragende Materialqualität sicherstellen.
Mit der Qualität steigt auch die Effizienz und Leistung der LEDs. Saphir weist keine ähnliche Struktur auf, sodass die Produktion von hochwertigem Material häufig komplizierte weitere Vorkehrungen erfordert. Auch Siliziumkarbid ist keine ideale Ergänzung, ermöglicht Zollner zufolge allerdings eine hohe Qualität ohne kostenintensive zusätzliche Schritte.
Mit der UV-C-LED-Technologie planten die Wissenschaftler ursprünglich eigentlich eine mitnehmbare und schnelle Wasserdesinfektion. Die Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und praktische Form der Dioden sollten in weniger weit entwickelten Regionen der Welt für sauberes Trinkwasser sorgen.
 
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Helfer in der Coronakrise

Die Coronakrise hat nun weitere Anwendungsgebiete für die Technologie eröffnet. Da noch keine Heilmittel oder Therapiemöglichkeiten für die Krankheit Covid-19 gefunden wurden, beschränken sich die möglichen Maßnahmen gegen Corona aktuell noch auf die Prävention. Desinfektion, Dekontamination und Isolation spielen dabei eine tragende Rolle. Neben der Wasseraufbereitung könnte UV-C-Licht deshalb in Systeme eingefügt werden, die betrieben werden, wenn keine Personen anwesend sind. Auf diese Weise könnten private, öffentliche und medizinische Räume kostengünstig, praktisch und ohne Chemikalien desinfiziert werden.

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