Wissenschaft & Forschung
Licht 2 | 2021

Gemeinsam gegen Viren

Verbundprojekt CORSA forscht mit UV-C

Im Verbundprojekt CORSA sollen SARS-CoV-2 und weitere Atemwegsviren mittels UV-C-Strahlung unschädlich gemacht werden. Das Projektteam entwickelt dafür spezielle UV-C-LEDs und untersucht Parameter wie Wellenlängen, Bestrahlungsdosen und Lebensräume der Viren. Das BMBF unterstützt das dreijährige Vorhaben ab 2021 mit insgesamt drei Millionen Euro.

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Wie Bakterien und Pilze lassen sich auch Viren durch UV-C-Strahlen inaktivieren. Jedoch gibt es beim aktuellen Coronavirus SARS-CoV-2 bislang keine belastbaren Daten zu den optimalen Wellenlängen und Bestrahlungsdosen. Das soll sich mit dem jetzt gestarteten CORSA-Projekt ändern. Die Kompetenzen der neun Projektpartner decken die komplette Wertschöpfungskette bis zur wirtschaftlichen Verwertung ab. Sie entwickeln die Technologien von UV-LEDs weiter und stellen mit umfassenden Tests sicher, dass die Bestrahlung ebenso wirksam wie verträglich ist. UV-C-LEDs im Wellenlängenbereich um 270 nm liefern die Basis für die Bestrahlung unbelebter Oberflächen insbesondere in Luftfiltern. Um die Wirksamkeit der UV-C-Strahlung bei Aerosolen sowie auf menschlicher und tierischer Haut zu überprüfen, entwickeln das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) in Kooperation mit der TU Berlin, der UVphotonics NT GmbH sowie der Osram Opto Semiconductors GmbH geeignete LEDs und Bestrahlungssysteme. Langfristig sollen so unter anderem UV-C-LEDs, Filter und Lüftungstechnik kombiniert werden, damit sich Einschränkungen des wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Lebens bei Pandemien, insbesondere in geschlossenen Räumen, verringern lassen.

Abb.: UV-C-LED-Demonstrator zur Desinfektion von Oberflächen FBH/Petra Immerz

270 nm und 233 nm

Die 270 nm LEDs, an denen Osram Opto Semiconductors aktuell arbeitet, sollen für unbelebte Oberflächen, die sich nicht für eine chemische Desinfektion eignen, sowie für Aerosole eingesetzt werden. Die Projektpartner testen insbesondere, wie sich das Coronavirus in Lüftungsanlagen beseitigen lässt, wenn die umgewälzte Luft oder die Filter bestrahlt werden. Dabei werden die optimalen Bestrahlungsdosen und -zeiten bestimmt, die das Virus effektiv unschädlich machen.

UV-C-LEDs mit Emissionswellenlängen um 233 nm schädigen die menschliche Haut wenig. Das macht sie für die Antisepsis ebenso interessant wie für die Desinfektion von belebten Innenräumen. Derartige LEDs sind derzeit nicht kommerziell verfügbar. Das FBH und die TU Berlin erforschen und entwickeln im Rahmen ihres Joint Lab GaN Optoelectronics seit einigen Jahren UVC-LEDs. Aufbauend auf ihre Expertise wollen sie zusammen mit UVphotonics die Ausgangsleistung, Konversionseffizienz und Lebensdauer der LEDs weiter erhöhen. Um sicherzustellen, dass die Technologie für den Menschen unbedenklich ist, führt die Klinik für Dermatologie der Charité – Universitätsmedizin Berlin in-vivo-Tests zur Wirkung der UV-C-Strahlung auf Haut durch. Daten zur viruziden Wirkung kommen vom Friedrich-Loeffler-Institut und von der Universitätsmedizin Greifswald.

Die Charité und die Universitätsmedizin Greifswald können auf ihren Erfahrungen aus dem Projekt VIMRE aufbauen. Seit Mitte 2020 testen sie vom FBH entwickelte Strahler mit 233 nm Wellenlänge, um multiresistente Krankenhauserreger wie MRSA auf der Körperoberfläche unschädlich zu machen. Die Technologiebasis für die UV-LEDs wurde im Rahmen des Konsortiums »Advanced UV for Life« geschaffen und von der TU Berlin und dem FBH gemeinsam entwickelt. Das FBH verfügt zudem über umfassende Erfahrungen beim Prototypenbau von UV-LED-Strahlern, die es entsprechend der spezifischen Anforderungen entwirft und fertigt. Erst kürzlich wurde in Kooperation mit der Ausgründung UVphotonics ein Bestrahlungssystem mit UV-LEDs bei 265 nm fertiggestellt. 128 dieser LEDs desinfizieren Alltagsgegenstände wie Handys oder Masken auf einer UV-transparenten Scheibe von oben und unten. In weniger als zehn Minuten erreicht das System eine UV-Dosis von 500 mJ/cm², wie sie beispielsweise von den Centers for Disease Control and Prevention (US Department of Health & Human Services) empfohlen wird.

Weitere Informationen:

Quelle: Pressestelle Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik

www.fbh-berlin.de

Foto: FBH/Petra Immerz

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Licht 2 | 2021

Erschienen am 25. März 2021