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Antimikrobiotika gezielt freisetzen

Biozide werden Baustoffen und Materialien für Oberflächen zugesetzt, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern. Sie sind jedoch relativ unwirksam und haben negative Auswirkungen auf die Umwelt. Eine neuartige intelligente Freisetzungstechnologie unter Anwendung sicherer Biozide könnte schon bald die Lösung für dieses Problem sein.
Antimikrobiotika gezielt freisetzen
Ein großes EU-finanziertes Konsortium untersuchte im Rahmen des Projekts "Smart release of biocides in finishing materials for the sector of construction" (AXIOMA) Konzepte zur ausgelösten Freisetzung, um die Produktlebensdauer auf sichere Weise verlängern zu können. Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf das Algen- und Pilzwachstum auf Innen- und Außenbeschichtungen und -putzen sowie das Pilzwachstum auf Küchen- und Badfliesen und in den Fugen.

Den Baumaterialien wurden Nanotone (Nanoclays) mit verschiedenen Oberflächenmodifizierungsmitteln zugesetzt. Die Wissenschaftler führten vor, dass Nanotone bei der konventionellen Herstellung von Anstrichen und Putzen in den zum Erzielen der gewünschten Resultate erforderlichen Konzentrationen hinzugefügt werden können. Unterschiede in den Rezepturen nahmen großen Einfluss auf die Biozidfreisetzungsrate, die durch die Nanotontechnologie dennoch deutlich verbessert wurde.

Die BioSwitch-Technologie verleiht die Fähigkeit, die Biozidaktivität in Reaktion auf das Vorhandensein von Enzymen, welche die Mikroorganismen absondern, ein- und auszuschalten. Das Biozid Zinkpyrithion befindet sich bereits in Körperpflegemitteln und Hygieneartikeln im breiten Einsatz. Es hat das Potenzial, im Rahmen des vereinfachten Verfahrens zu Wirkstoffen der Verordnung 528/2012 über Biozidprodukte aufgenommen zu werden. So stand das kostengünstige und gegen ein breites Spektrum von Mikroorganismen aktive Biozid im Mittelpunkt der Untersuchungen des Projekts. Anzumerken ist, dass die Beschränkungen zum Einsatz von Bioziden im Lauf des Projekts noch strenger wurden.

Das Team baute die Biozide in zwei Biopolymerklassen ein: Proteine und Fette. Tests ergaben, dass die Enzyme die Biopolymere in den Beschichtungen erreichen und das Biozid in Reaktion auf die künstlichen Enzyme freisetzen können. Die weitere Optimierung zielt auf die Partikelgröße sowie darauf, ein Auswaschen und das zu frühe Freisetzen zu verhindern.

Modellierung verschaffte wichtige Einblicke in die Auswirkungen der Beschichtungsrezeptur, der Umgebungsbedingungen und der nachfolgenden Biozidfreisetzung. Ein spezielles Software-Instrument wurde entwickelt, um die Pilz- und Algengefahr im Innen- und Außenbereich vorherzusagen. Es steht auf der Internetseite des Projekts zur Verfügung. Eine Ökobilanz stützte deutlich positive Umweltauswirkungen der neuartigen Materialien und der innovativen Technologie im Vergleich zu den Ausgangsmaterialien.

Die AXIOMA-Forscher konnten erhebliche Fortschritte in der Technologie zur intelligenten Freisetzung von Bioziden in Baumaterialien vorweisen. Die längere Lebensdauer von Baustoffen unter Einsatz der kostenwirksamen und umweltfreundlichen Biozidtechnologie wird einer Branche, die es mit wachsenden Umweltauflagen und den Auswirkungen einer lang anhaltenden Wirtschaftskrise zu tun hat, wichtige Impulse verleihen.

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Schlüsselwörter

Biozide, Oberflächenmaterialien, intelligente Freisetzung, Bau, Zinkpyrithion
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