Verbesserte und virenhemmende Luftfiltersysteme

Zusammenfassung

Das Virus, das COVID-19 verursacht, kann durch winzige Wasserpartikel, sogenannte Aerosole, und das Virus von einer Person zur anderen übertragen werden. Wir machen diese Aerosole, wenn wir atmen, und noch mehr, wenn wir sprechen, schreien oder singen. Aerosole unterscheiden sich von größeren Tröpfchen, die COVID-19 verbreiten. Größere Tröpfchen fallen schnell zu Boden und entfernen sich drei bis sechs Meter von der Person, die sie erzeugt. Aerosole können stundenlang in der Luft schweben und weite Strecken zurücklegen. Aerosole enthalten weniger Viren als größere Tröpfchen, sodass Sie mehr Aerosole einatmen müssen, um krank zu werden. Aerosole können sich bilden, wenn die Luft im Inneren nicht richtig zirkuliert. Die Übertragung von Viren über die Luft nimmt in den Wintermonaten zu, weil die Menschen mehr Zeit in Innenräumen verbringen und es oft zu kalt ist, um die Fenster offen zu halten. Im Winter ist die Luft insbesondere in beheizten Innenräumen trockener. Trockene Luft schädigt die Schleimhaut der Atemwege und kann das Eindringen des Virus in die Atemwege erleichtern. Das bedeutet auch, dass kleinere Aerosole länger in der Luft schweben. Daher wird erwartet, dass die Übertragung von COVID-19 über die Luft in den Wintermonaten häufiger auftritt. Wenn Sie nicht vollständig geimpft sind, werden das Tragen von Gesichtsmasken und ein Abstand von mindestens einem Meter zu anderen Personen sowie eine gute Luftzirkulation (Lüftung) in Gebäuden, Schulen und Wohnungen sowie Luftreiniger, die mit Nanotechnologie hergestellt wurden, die Ausbreitung von COVID- 19 in Aerosolen.

Schlüsselwörter/Phrasen:  Luftfiltersysteme, Nanotechnologie, COVID-19

1. Einführung

COVID-19 hat die menschliche Bevölkerung gezwungen, ihre Lebensweise zu überdenken. Die Bedrohung durch die potenzielle Ausbreitung des Virus durch die Luftübertragung durch Lüftungssysteme in Gebäuden und geschlossenen Räumen wurde als großes Problem erkannt. Um diese Bedrohung abzuschwächen, haben Forscher verschiedene Technologien und Methoden entdeckt, mit denen die Viruskonzentration in Lüftungssystemen und Innenräumen beseitigt oder verringert werden kann. Obwohl viele Technologien und Methoden bereits erforscht wurden, sind einige derzeit im Handel erhältlich, aber ihre Wirksamkeit und Sicherheitsbedenken wurden noch nicht vollständig untersucht. Dieser Artikel enthält einen kurzen Überblick über verschiedene anwendbare Technologien und Methoden zur Bekämpfung von luftübertragenen Viren in Lüftungsanlagen und Innenräumen, um einen breiteren Blick und Überblick über die aktuelle Forschungs- und Entwicklungssituation zu erhalten. Es umfasst effiziente Luftfiltration, Luftionisierung, Umweltkontrolle, ultraviolette keimtötende Bestrahlung, nichtthermisches Plasma und reaktive Sauerstoffspezies, Filterbeschichtungen, chemische Desinfektionsmittel und Hitzeinaktivierung. In diesem Artikel werden Informationen zu Luftfiltersystemen gegeben, die Viren verhindern.

COVID-19 hat die menschliche Bevölkerung gezwungen, sich schnell an das neue und hoch ansteckende Virus anzupassen. Die Übertragungswege sind nicht vollständig geklärt; Es wird jedoch akzeptiert, dass das Virus durch direkten Kontakt mit einer anderen Person oder durch Verdunsten von Atemtröpfchen als Tröpfchenkerne, die lange Zeit als Aerosole in der Schwebe bleiben können, in die Luft übertragen werden kann [23, 20, 7]. Diese Aerosole können Lüftungssysteme in Gebäuden und geschlossenen Räumen passieren und schließlich in andere Bereiche eindringen, die von infizierten Personen entfernt sind [6, 14]. Während über die Ernsthaftigkeit der Bedrohung durch diese Tröpfchen in der Luft diskutiert wird, wird anerkannt, dass diese Form der Übertragung für typischerweise enge Räume nicht ignoriert werden kann. Darüber hinaus deutet eine kürzlich durchgeführte Studie sogar darauf hin, dass die Übertragung über die Luft der dominierende Transportweg sein könnte (Abb. 1) [6].

Obwohl COVID-19 nicht vollständig verstanden wird, wurden viele Lehren aus früheren luftübertragenen Viren wie Tuberkulose und verschiedenen Grippestämmen gezogen [14, 21]. Aus einem sehr grundlegenden Verständnis der Verbreitung von Viren folgt, dass eine bestimmte Virusmenge in eine nicht infizierte Person eindringen muss, um die Viruslast zu erhöhen und eine neue Infektion zu etablieren. Traditionell wird dies in der epidemiologischen Literatur als Quantum definiert, die Anzahl infektiöser luftgetragener Partikel, die erforderlich ist, um 63 % der Personen in einem begrenzten Raum zu infizieren [22], und dient als Basiskriterium für viele Modelle, die versuchen, die Wahrscheinlichkeit einer Infektion zu quantifizieren ohne Kontakt mit einem Krankheitserreger. Dieses Modell basiert auf einer gut gemischten Kammerannahme, die in der Literatur unterstützt wird [19, 2, 26]. Und es wird einfach davon ausgegangen, dass die Partikel gleichmäßig in einem geschlossenen Raum verteilt sind, anstatt eine kleine Aerosolwolke zu erzeugen, die sich um eine infizierte Person herum ausbreitet. Die Ausbreitung und Wirkung der Infektion werden durch Faktoren wie Viruslast, Inhalationsrate, Tröpfchenvolumenkonzentration, die von der infizierten Person ausgestoßen wird, die Anzahl der Viruspartikel, die zum Auslösen einer Infektion erforderlich sind, und das Volumen des umschlossenen Raums bestimmt.

Abbildung 1. Infektionsrisiko durch Tröpfchen in der Luft.

Mathematisch wird die Quantenemissionsrate durch die Viruslast, die Inhalationsrate, die vom infizierten Individuum ausgestoßene Tröpfchenvolumenkonzentration und die Anzahl der Viruspartikel bestimmt, die zum Auslösen einer Infektion erforderlich sind. Die Auswirkungen zur Verringerung der Infektionsmöglichkeit sind Faktoren wie Luftaustausch, Luftfiltrationsrate, Tröpfchenablagerung, Tröpfchenabsetzrate, Inaktivierungsrate und Partikelradius.

Daher können mehrere Schlüsselfaktoren als mögliche Verfahren zum Entfernen von Viruspartikeln aus einem begrenzten Raum in Betracht gezogen werden, um die Wahrscheinlichkeit einer Infektion zu verringern. Dies sind (Abb. 2):

• die Zufuhr von Frischluft erhöhen und folglich die Quantenkonzentration verringern;
• Erhöhen Sie die Filtrationsrate für ein HVAC-System;
• Erhöhung der Ablagerungsrate von Viruspartikeln auf Oberflächen;
• Virusinaktivierung erhöhen.

Abbildung 2. Verbesserung der Raumluftqualität zur Vorbeugung von COVID-19.

 

Obwohl die Definition unterschiedlich ist, kann die Erhöhung der Ablagerungsrate von Viruspartikeln als ähnlich angesehen werden wie die Erhöhung der Sedimentationsrate. Sedimentation bezeichnet das Absetzen von Partikeln auf dem Boden oder anderen Oberflächen aufgrund von Gravitationskräften. Luftgetragene Partikel können sich jedoch aufgrund von Mechanismen wie unnatürlicher Diffusion zur Partikelsedimentation auch an Wänden und anderen Oberflächen ansammeln. Die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) bestätigen die Entfernung von Viruspartikeln durch Luftaustausch [8, 4]. Und empfehlen, die Zufuhr von Frischluft zu erhöhen, um die Konzentration von Viruspartikeln auf engstem Raum auf einfache Weise zu reduzieren. Die Luftionisierung kann auch verwendet werden, um die Entfernungsrate von viralen Partikeln aus einem begrenzten Raum zu erhöhen, indem die Filtrationseffizienz und die Partikelablagerung erhöht werden. Es stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, um die Luft zu sterilisieren und das Virus unschädlich zu machen, wodurch die Rate der Virusinaktivierung erhöht und die Notwendigkeit verringert wird, Partikel aus der Luft zu entfernen. Diesbezüglich kann folgendes aufgeführt werden.

• Ultraviolette keimtötende Bestrahlung (UVGI).Dies ist eine traditionell beliebte Technologie zur Bekämpfung von Viren in der Luft (Abb. 3).
• Kontrolle von Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit. Es wurde auch vorgeschlagen, dass die direkte Kontrolle der Umweltbedingungen eines Gebiets eine ungünstige Umgebung für Viren schafft, wodurch die natürliche Rate der Virusinaktivierung erhöht wird. Dies umfasst das Steuern der Temperatur und relativen Feuchtigkeit eines Bereichs, um eine besonders allgemein feindliche Umgebung aufrechtzuerhalten.
• Nichtthermisches Plasma und reaktive Sauerstoffspezies. Diese bieten weitere Alternativen zur Virusinaktivierung, die sich als wirksam gegen Bakterien und andere Mikroben erwiesen haben.
• Filterbeschichtungen verwenden. Ein weiteres mögliches Verfahren verwendet Filterbeschichtungen, die die Virusinaktivierung durch Mechanismen wie die inhärenten antiviralen Eigenschaften der Materialien oder durch direkte Schädigung des Virus erleichtern.
• Chemische Desinfektionsmittel. Chemische Desinfektionsmittel haben sich auch als wirksam erwiesen, um Viren von Oberflächen zu entfernen, und können andere Lösungen zur Erhöhung der Virusinaktivierung bieten.
• Überhitzte Sterilisation. Die überhitzte Sterilisation kann eine weitere praktikable Lösung zur Inaktivierung von Viruspartikeln bieten, obwohl sie traditionell zur Sterilisation von chirurgischen Geräten in kleinerem Maßstab verwendet wurde.

Abbildung 3. Verbesserung der Belüftung und Luftfilterung von Wohn- und Arbeitsräumen, um die Übertragung von COVID-19 zu verhindern

2. Luftfilterung und SARS-CoV-2

In verschiedenen Anwendungen ist die Luftfiltration zu einem entscheidenden Eingriff bei der Bewältigung der Ausbreitung der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) geworden. Die richtige Platzierung der Luftfiltration wurde jedoch durch ein schlechtes Verständnis ihrer Prinzipien behindert. Diese Missverständnisse haben zu Ungewissheit über die Wirksamkeit der Luftfiltration beim Stoppen potenziell infektiöser Aerosolpartikel geführt. Ein richtiges Verständnis der Funktionsweise der Luftfiltration ist entscheidend, um weitere Entscheidungen bezüglich ihrer Verwendung zur Bekämpfung der Ausbreitung von COVID-19 zu treffen. Das Problem ist erheblich, da jüngste Beweise gezeigt haben, dass das Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) mit schwerem akutem respiratorischem Syndrom länger in der Luft bleiben und sich in der COVID-19-Pandemie weiter als bisher erwartet bewegen kann, mit reduzierten Konzentrationen und Lebensfähigkeit. SARS-CoV-2-Virionen haben einen Durchmesser von etwa 60-140 nm, während größere Atemtröpfchen und Luftverschmutzungspartikel (> 1 µm) Virionen beherbergen. Die Entfernung von Partikeln, die SARS-CoV-2 übertragen können, aus der Luft ist mit einer Luftfiltration möglich, die auf natürlicher oder mechanischer Luftbewegung basiert. Unter den verschiedenen Arten von Luftfiltern wurden hocheffiziente Partikelfilter (HEPA)-Filter empfohlen. Andere Arten von Filtern sind weniger oder effektiver und dementsprechend leichter oder schwieriger, die Luft zu bewegen. Die Verwendung von Masken, Atemschutzgeräten, Luftfiltermodulen und anderer Spezialausrüstung ist ein wichtiger Eingriff bei der Bekämpfung der Ausbreitung von COVID-19. Es ist wichtig, Luftfiltrationsmechanismen zu berücksichtigen und zu verstehen, wie Aerosolpartikel, die SARS-CoV-2-Virionen enthalten, mit Filtermaterialien interagieren, um bewährte Verfahren für die Verwendung von Luftfiltration zur Verringerung der Ausbreitung von COVID-19 zu ermitteln.

Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass das Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) mit schwerem akutem respiratorischem Syndrom lange Zeit in der Luft schweben kann. Einige der luftgetragenen SARS-CoV-2-Virionen bleiben mindestens 3 Stunden nach der Aerosolisierung lebensfähig [31]. Polymerase-Kettenreaktion-positives SARS-CoV-2 wurde in Aerosolpartikeln mit einem Durchmesser von mehr als 1 μm in Räumen nachgewiesen, in denen sich Patienten mit der Coronavirus-Krankheit 2019 (COVID-19) aufhielten [5]. In einer anderen Studie wurde SARS-CoV-2-RNA in der Aerosolphase in einem Abstand von mindestens 3 m von infizierten Personen in Innenräumen nachgewiesen [15]. SARS-CoV-2-RNA wurde auch in Luftverschmutzungspartikeln gefunden, die in der Luft zirkulieren [24].

Der Durchmesser von SARS-CoV-2-Virionen beträgt etwa 60–140 nm [39]. Viele ausgeatmete Atemtröpfchen, die Virionen enthalten können, sind jedoch erheblich größer als die Virionen selbst. Die Tröpfchenverdunstung in der Luft reduziert jedoch ihre Größe [39], wodurch potenziell infektiöse Partikel deutlich länger in der Luft verbleiben können. Es wurde beobachtet, dass trockene Tröpfchen mit einem Durchmesser von etwa 4 &mgr ; m aufgrund des Trocknens von Sprache stammende nasse Tröpfchen von 12 &mgr ;m bis 21 &mgr;m bildeten. Es dauerte etwa 8 Minuten, bis diese trockenen Tröpfchen in ruhender Luft nur 30 cm tief fielen [35]. Bei niedriger Umgebungstemperatur kann die ausgeatmete Luft mit hoher Feuchtigkeit übersättigt werden. Die Feuchtigkeit kondensiert dann auf den von einer Person ausgestoßenen Partikeln, wodurch sie sich in Tröpfchen oder Eiskristalle mit größerem Durchmesser verwandeln. In solchen Tröpfchen oder Eiskristallen können SARS-CoV-2-Virionen länger überleben, und dies ist eine wichtige Hypothese, die zukünftige Forschung testen muss. Daher können Umweltbedingungen und Aerosoldynamik das breite Spektrum eingeatmeter Partikelgrößen und die Lebensfähigkeit von SARS-CoV-2-Virionen in Aerosolpartikeln, die die Luftübertragung im Innen- und Außenbereich vermitteln, grundlegend verändern. COVID-19-Ausbrüche in Schlachthöfen und Skigebieten können zumindest teilweise auf die Dynamik von Kaltluftaerosolen zurückzuführen sein.

Das Entfernen von Partikeln, die SARS-CoV-2 beherbergen können, mit speziellen Luftfiltergeräten und Masken oder Atemschutzgeräten aus der Luft ist ein wichtiger Eingriff bei der Eindämmung der Ausbreitung von COVID-19. Ein unzureichendes Verständnis der Funktionsweise der Luftfiltration und Missverständnisse über das Konzept der Filtrationseffizienz für Aerosolpartikel unterschiedlicher Größe behindern jedoch den effektiven Einsatz der Luftfiltration. Um Best Practices für den Einsatz von Luftfiltration bei der Bekämpfung der Ausbreitung von COVID-19 zu ermitteln, ist es entscheidend, Luftfiltrationsmechanismen zu berücksichtigen und zu verstehen, wie Aerosolpartikel, die SARS-CoV-2-Virionen enthalten, mit Filtermaterialien interagieren.

Effiziente Luftfilter (EPA), hocheffiziente Luftfilter (HEPA) (Abb. 4) und Ultra-Low-Penetration-Luftfilter (ULPA) sind seit vielen Jahren in verschiedenen Branchen und Anwendungen weit verbreitet [25]. HEPA-Filter werden für die Infektionskontrolle im Gesundheitswesen empfohlen [13, 10], basierend auf einem Gleichgewicht zwischen höherer Filtrationseffizienz und geringerem Druckabfall im Vergleich zu ULPA. HEPA-Filter werden auch häufig in Nicht-Gesundheitsumgebungen verwendet, in denen in der Luft befindliche Infektionserreger vorhanden sein können. Beispiele hierfür sind die Filterung von Umluft in Passagierflugzeugen und Biosicherheitsschränke in Labors, unter anderem dort, wo SARS-CoV-2-Forschung betrieben wird [37].

GAllgemein wird die Abkürzung HEPA als „High Efficiency Particulate Air“ interpretiert. Beide Versionen des zugrunde liegenden Begriffs sind weit verbreitet und es gibt keinen Unterschied zwischen ihnen. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten und die Umweltschutzbehörde der Vereinigten Staaten (EPA) definieren HEPA basierend auf einer Effizienz von mindestens 99,97 %, wenn es mit einem Aerosol mit einem Durchmesser von 0,3 μm getestet wird [36]. Die EPA der Vereinigten Staaten definiert einen Durchmesser von 0,3 µm als „die durchdringendste Partikelgröße“ (MPPS). Abhängig von der Art der Aerosolpartikel, der Art des Filtermaterials und der Durchflussrate kann der MPPS jedoch mit einem absoluten Wert um 0,3 μm schwanken [25]. Partikel, die größer oder kleiner als MPPS sind , werden mit einer Effizienz von mehr als 99,97 % gehalten [32]. Das Konzept von MPPS widerspricht dem verbreiteten Missverständnis, dass die Filtrationseffizienz bei Partikeln kleiner als MPPS (z. B. kleiner als 0,3 µm) sinkt. Dieses Missverständnis trug zu einer frühen Politik bei, die von der Annahme in die Irre geführt wurde, dass SARS-CoV-2-Virionen zu klein seien, um effektiv aus der Luft gefiltert zu werden.

Abbildung 4 . HEPA-Filter.

Es wird empfohlen, HEPA-Filter an den Ausgängen von Beatmungsgeräten zu installieren, die in der Intensivpflege von mit SARS-CoV-2 infizierten Personen verwendet werden. Die Verwendung von stationären (Gebäudebelüftung) und tragbaren HEPA-Filtersystemen mit und ohne Luftumwälzung (Raumluftreiniger) wird von den United States Centers for Disease Control and Prevention und der Weltgesundheitsorganisation für den Einsatz in Gesundheitseinrichtungen empfohlen, einschließlich dort, wo SARS- CoV-2-Patienten sind anwesend [10]. Nationale und internationale Normen regeln die Mindestanforderungen an die Abscheideleistung von HEPA-Filtern. Die beiden am weitesten verbreiteten Normen sind die internationale Norm ISO 29463 und die europäische Norm EN1822. Die Unterschiede zwischen den beiden Standards können ausgeglichen werden. Beispielsweise muss ein nach EN 1822, Filterklasse H14, zertifizierter HEPA-Filter mindestens 99,995 % der Aerosolpartikel im MPPS zurückhalten. Vergleichbar mit EN 1822, Filterklasse H14 Standard, ISO 45 H. Mehrstufige Testprotokolle sind verfügbar, um die Übereinstimmung von Filtern mit den Anforderungen der Normen zu überprüfen [12, 18]. Wenn zwischen Filtern mechanische Luftbewegungen auftreten, kann es wichtig sein sicherzustellen, dass keine starken Richtungsströmungen oder Zugluft gefilterter Luft auftreten. Kürzlich wurden Bedenken geäußert, dass solche gerichteten Strömungen ungefilterte Luft, die infektiöse Partikel enthalten könnte, mitreißen und sie schneller und weiter treiben könnten, als sie in ruhender Luft diffundieren könnten [11].

Filtermaterialien können mit antiviralen Eigenschaften versehen werden. Sobald sich die Aerosolpartikel jedoch auf den Filterfasern gesammelt haben, verlässt und passiert fast keiner von ihnen den Filter während oder nach ordnungsgemäßer Verwendung [25]. Somit haben die antiviralen Eigenschaften der Fasern fast keinen Einfluss auf die Entfernung lebender SARS-CoV-2-Virionen aus der Luft. Partikel, die sich auf zuvor gesammelten Partikeln angesammelt haben, kommen nicht mit dem Filtermaterial in Kontakt, wodurch alle antiviralen Eigenschaften beseitigt werden. Daher kann es keinen Mehrwert bringen, HEPA-Filtermaterialien antivirale Eigenschaften zu verleihen, es sei denn, Menschen kommen während oder kurz nach der Verwendung in direkten Kontakt mit diesen Filtern.

Die Mechanismen der Aerosolpartikelfiltration in der Gasphase – Trägheitsbeaufschlagung, Diffusion, Arretierung, elektrostatische Abscheidung und Siebung [25, 12, 18] – wurden in jahrzehntelanger Forschung eingehend untersucht. Diese Mechanismen haben abhängig vom aerodynamischen Partikeldurchmesser, anderen Partikeleigenschaften und dem Filtrationsmedium unterschiedliche Beiträge zur gesamten Partikelrückhalteeffizienz von Filtern. Die kombinierte Wirkung all dieser Filtrationsmechanismen in HEPA-Filtern erklärt die hohe Filtrationseffizienz und das MPPS-Phänomen über das gesamte Aerosolgrößenspektrum [25]. Verschiedene Arten von Aerosolpartikeln werden unabhängig von ihrer biogenen oder nicht biogenen Herkunft normgerecht hocheffizient gefiltert [12, 18].

Auf der Grundlage zahlreicher veröffentlichter Studien ist bekannt, dass einige Atemwegsinfektionen häufiger auftreten, wenn Menschen stärker verschmutzte Luft einatmen, und dass der Heilungsprozess und die Ergebnisse einiger Atemwegsinfektionen durch Luftverschmutzung beeinträchtigt werden. Ein Zusammenhang zwischen der langfristigen Luftverschmutzung durch Feinstaub und einer höheren COVID-19-Mortalität wurde bereits nachgewiesen [39]. Das Einatmen verschmutzter Luft ist auch stark mit negativen Auswirkungen auf die Atem- und Herz-Kreislauf-Funktionen verbunden [17]. Auf Luftfilterung basierende Interventionen mit angemessener Ausrüstung sollten umfassend umgesetzt werden, um sowohl die Ausbreitung von SARS-CoV-2 durch die Aerosolphase zu verringern als auch den Gesundheitszustand und die Ergebnisse von Menschen zu verbessern, die mit COVID-19 exponiert und infiziert sind.

3. Luftreiniger und Filter

Es wird geschätzt, dass die Verwendung von Luftfiltern und Luftreinigern die Viruslast in der Umwelt verringern wird. Luftreiniger können in Patientenzimmern verwendet werden, was die Wahrscheinlichkeit einer Infektion durch medizinisches Personal aufgrund von Mängeln in der PSA verringern kann. Es kann die Wahrscheinlichkeit einer erneuten Infektion eines Patienten aufgrund der Übertragung von Viren über die Luft verringern. Diese Art von Filtersystem kann auch in öffentlichen Verkehrsmitteln, im Krankenhausbereich, überall bei der Aerosolerzeugung, in geschlossenen Fahrzeugen und zu Hause eingesetzt werden. Flüssigkeitströpfchen beim Husten oder Niesen einer infizierten Person sind typischerweise 5 Mikrometer oder mehr groß. Das kleinste besorgniserregende Partikel ist das einzelne Virion (das nicht an einem Flüssigkeitströpfchen haftet) mit einem Durchmesser von etwa 0,12 Mikrometern. Das kleinste Partikel, um das man sich Sorgen machen muss, ist ein einzelnes Virion (das nicht an einem Flüssigkeitströpfchen haftet) mit einem Durchmesser von etwa 0,12 Mikrometern. Diese können durch einen HEPA-Filter (High Efficiency Particulate Air) sinnvoll gefiltert werden [3]. ULPA -Filter (Ultra Low Penetration Air) sind fortschrittlicher, da sie fast 99,99 % der Partikel mit einer Größe von 0,12 Mikron und darüber einfangen. Der Einsatz von Nanotechnologie erhöht die Virusfangkapazität und -reinigung solcher Luftreiniger und -filter weiter. Es hat einen effizienten Filter auf Basis von Nickel (Ni)-Schaum hergestellt, um luftübertragene Viren und Mikroben, einschließlich SARS-CoV-2 und Bacillus anthracis , einzufangen und abzutöten. Da das SARS-CoV-2-Virus bei Temperaturen über 70 °C nicht überleben kann, ist der Luftfilter für den Betrieb bei 200 °C durch Erhitzen von Ni-Schaum ausgelegt. Die Effizienz des entworfenen Filters soll 99,8 % für das SARS-CoV-2-Virus und 99,9 % für Bacillus anthracis betragen [3].

Jüngste Studien zeigen, dass Nanotechnologie neben ihrer Verwendung in Reinigungsprodukten und PSA auch bei der Entwicklung von Luftreinigern eingesetzt wurde, um die Übertragung des SARS-CoV-2-Virus über die Luft zu verhindern. In diesem Zusammenhang ist der von der französischen Firma TEQOYA entwickelte Luftionisator TeqAir 200 bereits auf dem Markt (Bild 5). Da die Größe von SARS-CoV-2 nahe am Median der Partikelgrößen liegt, für die TEQOYA-Luftreiniger effizient sind, wird erwartet, dass sie die Konzentration von SARS-CoV-2 in der Luft reduzieren.

Abbildung 5. Luftionisator TeqAir 200

3.1. Nanofaser-Technologie

Forscher der University of South Florida haben ein Luftreinigungsgerät „ Molekule “ entwickelt, das angeblich Luftschadstoffe, einschließlich Bakterien, Schimmelsporen und Viren, effektiv zerstört [9]. Der Luftreiniger verwendet photoelektrochemische Oxidation (PECO), bei der UV-A-Licht verwendet wird, um einen Katalysator im mit Nanopartikeln beschichteten Filter zu aktivieren, um freie Radikale zu erzeugen, die Luftschadstoffe oxidieren [9]. Diese PECO-basierten Luftreiniger haben ein enormes Potenzial, die Ausbreitung des Virus zu verlangsamen, vor allem in Gesundheitseinrichtungen.

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Test LO 2.1

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