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Das Fraunhofer FEP untersucht plasmaaktiviertes Wasser als chemikalienfreie Alternative zu herkömmlichen Desinfektionsmitteln. Die innovative Lösung bleibt über 300 Tage aktiv und eignet sich für Pharmazie, Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft.
Wissenschaftler des Fraunhofer FEP forschen an einer Technologie zur Herstellung von plasmabehandelten Flüssigkeiten (PBF), die als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen Desinfektionsmitteln eingesetzt werden können. In einer aktuellen Studie wird deren Eignung als Oberflächendesinfektionsmittel untersucht. Die Forschungsergebnisse zeigen eine Haltbarkeit von über 10 Monaten und eine gute antimikrobielle Wirksamkeit gegen E. coli.
Die Technologie nutzt Atmosphärendruck-Plasmaquellen zur Behandlung von Flüssigkeiten, wodurch reaktive Sauerstoff- und Stickstoffspezies entstehen. „Das plasmaaktivierte Wasser kann vorab behandelt und dann zum Einsatzort transportiert werden, ohne dass Plasmaquellen oder andere Behandlungsgeräte vor Ort benötigt werden", erläutert Linda Steinhäußer, Hauptautorin der Studie des Fraunhofer FEP.
Vergleich verschiedener Plasma-Verfahren
Im Vergleich zweier Plasma-Verfahren zeigte die Bogenentladung eine bis zu 4-fach höhere antimikrobielle Wirksamkeit gegenüber der dielektrischen Barriere-Entladung. Die Tests mit dem Modellorganismus E. coli zeigten eine Reduktion von bis zu 4 log-Stufen, abhängig von Material, Einwirkzeit und verwendetem PBF-Volumen.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Die plasmabehandelten Flüssigkeiten eignen sich für diverse Branchen.
• Pharmazie und Reinräume: Chemikalienfreie Desinfektion unter sterilen Bedingungen
• Lebensmittelindustrie: Cleaning-in-Place-Verfahren, z.B. für Milchtanks und ähnliche Anlagen
• Landwirtschaft: Mögliche Nutzung als Desinfektions- und Düngemittel durch Stickstoffspezies
Materialabhängige Wirksamkeit nachgewiesen
Die Studie dokumentiert erstmals eine materialabhängige antimikrobielle Wirksamkeit. Dafür wurden Polymeroberflächen (ABS, PVC) und Edelstahloberflächen vergleichend untersucht. Diese Erkenntnisse sind für die industrielle Anwendung relevant und ermöglichen eine gezielte Optimierung für verschiedene Oberflächenmaterialien und Einsatzszenarien.
Lagerstabilität untersucht
„Die physikalisch-chemischen Parameter zeigen eine Haltbarkeit von über 300 Tagen bei längeren Plasma-Behandlungszeiten", so Steinhäußer. Während die Langzeitstabilität der physikalisch-chemischen Parameter nachgewiesen ist, wird die Korrelation mit der Desinfektionswirkung noch untersucht.
Das Fraunhofer-Team arbeitet bereits mit Partnern aus der Pharmaindustrie zusammen und ist offen für weitere Kooperationen.
Über die Forschung
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift "Surface & Coatings Technology" veröffentlicht und entstand in Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden und dem Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST in Braunschweig. Link zur Studie: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0257897225003664
Fraunhofer FEP auf der parts2clean
Die Technologie wird auf der parts2clean präsentiert, wo ein Exponat die Plasmabehandlungs-Technologie demonstriert.
07. - 09. Oktober 2025
Gemeinschaftsstand des Fraunhofer Geschäftsbereich Reinigung
Halle 10 | Stand E28
8. Oktober 2025, 12:00 Uhr: Vortrag: „Plasmabehandelte Flüssigkeiten als nachhaltige Methode für Reinigungsprozesse“ Linda Steinhäußer
Linda Steinhäußer
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2025.132092
Wachstum von Escherichia coli Bakterien nach Behandlung mit PBF (links) und ohne Behandlung (rechts) ...
Copyright: © Fraunhofer FEP Bildquelle in Druckqualität: www.fep.fraunhofer.de/presse
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, Students
Environment / ecology, Materials sciences, Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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