Sind Lewis-Säuren die antimikrobielle Lösung auch für Textilien?

Es gibt viele Bereiche des Alltags- und des Berufslebens, in denen antimikrobieller Schutz wichtig und notwendig ist. Um diesen auch auf Textilien zu erzielen, werden heutzutage Silber- oder Ammoniumverbindungen verwendet. Allerdings sind diese Verbindungen ökologisch und toxikologisch bedenklich sowie meist auch kostenintensiv.

Lewis-Säuren hingegen, deren nachgewiesene antimikrobielle Wirkung aufgrund ihres Säure-Oberflächen-Effekts beispielsweise bei der Bodenreinigung von Krankenhäusern zum Einsatz kommt, fanden bisher keine Anwendung im Textil-Bereich. Dabei besitzen Lewis-Säuren (beispielsweise chem. Oxidverbindungen wie z. B. Zinkoxid) die besondere Eigenschaft, dass sich durch Feuchtigkeit der pH-Wert leicht erniedrigt und folglich saurer wird. Die resultierende antimikrobielle Wirkung ist dann vergleichbar mit dem natürlichen Säureschutzmantel der Haut.

Die Vorteile von Lewis-Säuren gegenüber auf dem Markt angebotenen antimikrobiellen Substanzen sind das breite Wirkungsspektrum gegen Pilze, Bakterien und auch Viren sowie ihre Effizienz und Robustheit bei Exposition gegenüber Schweiß und Proteinen. Darüber hinaus haben bisherige Kalkulationen ergeben, dass Lewis-Säuren eine äußerst kostengünstige Alternative zu den am Markt etablierten Systemen darstellen. Zurzeit geht man davon aus, dass die Nutzbarmachung von Lewis-Säuren für die antimikrobielle Textilausrüstung eine Kostenreduktion von rund 90 % ausmacht.

Im aktuellen Projekt der Hohenstein Institute soll jetzt in enger Zusammenarbeit mit Gewebe-/Gestricke- und Textilhilfsmittelherstellern als auch mit Textilveredlern erforscht werden, welche schwer wasserlöslichen Oxide sich am besten auf welchen Textilien applizieren lassen und ob anhand von Kombinationen synergistische Effekte zu beobachten sind. Hierzu werden aus der Oberflächen-funktionalisierung bekannte Systeme, bestehend aus Bindermatrix und Lewis-Säure, auf Textilien übertragen und optimiert.

Das Projekt umfasst die Erarbeitung einer innovativen Ausrüstungsrezeptur auf Basis entsprechender Lewis-Säuren mit verschiedenen Bindermatrices. Die Ausrüstung verschiedener Textilien erweitert zudem den relevanten Bereich für einen möglichen Ergebnistransfer in die Wirtschaft nach Abschluss des Projekts. Eine Korrelation zwischen der applizierten und letztlich freigesetzten Lewis-Säuremenge soll als Grundlage für eine Kosten/Nutzen Analyse dienen. Außerdem soll durch Untersuchungen zur Biokompatibilität sichergestellt werden, dass schädigende Effekte auf die Haut durch die ausgerüsteten Textilien ausgeschlossen werden können.

Aufbauend auf den Projektergebnissen sollen der Textilindustrie optimierte Ausrüstungsrezepturen und Prozessparameter für eine antimikrobielle Textilausrüstung auf Basis von schwer wasserlöslichen Lewis-Säuren zur Verfügung gestellt werden.

Die erwarteten Forschungsergebnisse entsprechen den Praxisanforderungen der Textilindustrie und können dadurch direkt in aktuelle Produktentwicklungen übertragen werden.

Danksagung: Das IGF-Vorhaben 18519N der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14,10177 Berlin wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und –entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Bundestages gefördert.