Haag group - Third-party funded projects

GOX-AGXX

Entwicklung eines neuartigen auf Graphen basierenden Filters für die Keimreduktion in Wasser und Luft

Ziel dieses Projektes ist, einen universellen Filtermechanismus für die Sterilfiltration von Flüssigkeiten und Gasen zu entwickeln, der das Durchwachsen von Mikroorganismen durch das Filterelement wirkungsvoll unterbindet und somit eine deutlich längere Nutzungsdauer ermöglicht. Der zu entwickelnde Filter ist als Tiefenfilter konzipiert und besteht aus zwei verschiedenen Komponenten (Abb. 1). Komponente I besteht aus funktionalisiertem Graphen, das freie Mikroorganismen (Stufe I) und Endotoxine bindet, so dass sie an der Oberfläche von Komponente 1 abgefangen werden (Stufe II). Die Adsorption von Mikroorganismen wird durch Modifikation der Graphenschichten mit ionischen Gruppen gewährleistet. Komponente 2 besteht aus einem Trägermaterial, das mit der antimikrobiell wirksamen Oberfläche AGXX beschichtet ist. An dieser Komponente werden über die katalytische Reaktion von Wasser und Sauerstoff reaktive Sauerstoffspezies (ROS) gebildet, die in der Umgebung befindliche Mikroorganismen vollständig abtöten (Stufe III). Für diesen Prozess ist eine Verweildauer der Mikroorganismen von mehreren Minuten erforderlich, die wiederum durch die Immobilisierung auf Komponente 1 realisiert wird. Anschließend wird die Zellstruktur der Mikroorganismen zerstört, so dass diese teilweise von der Oberfläche des Graphens entfernt werden (Stufe IV). Durch diese Regeneration kann sich die Kapazität bzw. die Lebensdauer des Filters entsprechend verlängern.