In der Wolkensimulationskammer AIDA am KIT untersuchen Forschende die Aerosolwechselwirkung und -dynamik in der Atmosphäre.
In der Wolkensimulationskammer AIDA am KIT untersuchen Forschende die Aerosolwechselwirkung und -dynamik in der Atmosphäre.
Bild: Markus Breig/Carmele/TMC-Fotografie
Die "Allianz im Kampf gegen Corona": So rüsten sich Karlsruher Forscher gegen zukünftige Pandemien
Karlsruhe
26.07.2021 10:18
Der Kampf gegen das Corona-Virus geht weiter - nicht nur aktuell, sondern auch, wenn die jetzige Pandemie vorüber ist. Der Grund: Neue oder mutierte Viren werden auch in Zukunft Pandemien auslösen können und das Leben der Menschen somit stark beeinflussen. Darauf will sich eine Gruppe von Forschern unter anderem des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) jetzt vorbereiten - mit einer sogenannten "Allianz im Kampf gegen Corona".

Einer der Probanden, der bei diesem Forschungsprojekt aktiv mitarbeitet, ist der Aersolforscher Horst Hahn vom Institut für Nanotechnologie am KIT. Vielen dürfte er als der Entwickler des Aerobusters bekannt sein, einem Luftraumreiniger, der Viren unschädlich machen soll.

Dieses Gerät sei auch ausschlaggebend dafür gewesen, dass Hahn sich diesem neuen Projekt angeschlossen habe, welches sich primär mit der Verteilung der Viren durch Aerosole beschäftigt. Also jene winzigen Tröpfchen, die beim Niesen, Sprechen und Husten ausgestoßen werden. Denn: Auch die nächste Pandemie wird eine sein, bei der sich die Viren über die Luft verteilen. 

Technische Lösungen für neue Virusvarianten

"Ich habe einen Anruf von einem Kollegen bekommen. Der hatte von unserem Aerobuster gehört und hat mir den Vorschlag gemacht, bei diesem Projekt einzusteigen", erzählt Hahn im Gespräch mit ka-news.de. So entstand am KIT nach und nach die Idee von "Coraero", eines der zwei Konsortien, welches in der "Allianz im Kampf gegen Corona" verankert ist. Das zweite Konsortium befindet sich in Heidelberg und wird vom Virologen und Professor Ralf Bartenschlager betreut. Insgesamt sollen rund 30 Unternehmen darin involviert sein.

Prof. Dr. Horst Hahn neben dem erste Protypen des Aerobuster.
Professor Horst Hahn neben dem ersten Prototypen des Aerobusters. Bild: Carmele/TMC-Fotografie

Bislang wird das Projekt mit rund sechs Millionen Euro von der Helmholtz-Gesellschaft bezuschusst und ist auf fünf Jahre ausgelegt worden. Doch laut Hahn geht Coraero deutlich weiter, als ein Aerobuster oder irgendeine Art von Luftreiniger. 

Der Grund: Coraero untersuche und berechne gezielt, wie Viren sich bei welchen Luftverhältnissen verhalten und wie diese unschädlich gemacht werden können. Dazu wird UVC-Strahlung genutzt, die besonders effektiv gegen Virenerbgut wirkt. Doch auch hier ist Fingerspitzengefühl gefragt, die richtige Dosierung für die entsprechende Viruslast zu finden.

Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Sars-CoV-2-Viren.
Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Sars-CoV-2-Viren. Bild: Uncredited/NIAID-RML/AP/dpa/Archiv

"Es geht darum technische Lösungen anbieten zu können, wenn neue Virusvarianten kommen", erklärt Hahn im Gespräch mit ka-news.de, "auf einer entsprechenden Datenbasis können wir dann in kurzer Zeit die nötigen Parameter aufstellen."

Doch nicht nur Sars-Cov2-Viren werden für die Versuche herangezogen. Auch Grippeviren finden bei der Forschung Verwendung. "Besonders in der Winterzeit, könnte so die Grippewelle reduziert werden", so Hahn weiter.  

Viren-zertifizierte Luftreiniger

Ganz leicht sei der Anfang jedoch nicht gewesen, wie Hahn erzählt. Vor allem die Apparatur, die es dem Team erlaubt, Viren anzureichern und in einer Simulation zu untersuchen, musste erst konstruiert werden. Der Grund: Hier sollten Virenmengen wie ein "Nebel" in ein geschlossenes System gebracht werden, welches gleichzeitig auch Proben entnehmen, Messungen vornehmen und die Luftströmung regulieren kann. 

Die intensive Forschung am Coronavirus hat bereit einige Erkenntnisse gebracht. So wissen Experten inzwischen, dass sich das Virus im Rachen vermehrt und sich vor allem durch Tröpfchen etwa beim Husten und Sprechen verbreitet.
(Symbolbild) Bild: Bernd Wüstneck/dpa-Zentralbild/dpa

Dieses "vernebeln" von Viren sei eine andere Technologie und bedürfe, laut Hahn, einen viel größeren Aufwand, anstatt Viren einfach nur auf einer Oberfläche zu untersuchen. "Inzwischen haben wir diese Apparatur, aber als ich damals mit den Virologen telefoniert habe, konnte mir keiner helfen", erinnert sich Hahn. Darum sind im "Coraero" vier verschiedene Institute des KIT involviert, die ihren Teil zu diesem Forschungsprojekt beitragen.

So wird am Institut für Meteorologie und Klimaforschung in der Aerosol- und Wolkenkammer "AIDA" die Thermodynamik sowie die Struktur und Zusammensetzung von Aerosolen und Tröpfchen untersucht. Am Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik findet die Inaktivierung von Viren durch Mikrowellen in speziellen Filtern statt.

In der Wolkensimulationskammer AIDA am KIT untersuchen Forschende die Aerosolwechselwirkung und -dynamik in der Atmosphäre.
In der Wolkensimulationskammer AIDA am KIT untersuchen Forschende die Aerosolwechselwirkung und -dynamik in der Atmosphäre. Bild: Markus Breig/KIT

Das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse beschäftigt sich hingegen mit sozioökonomischen und ethischen Aspekten sowie der Nutzerakzeptanz von Maßnahmen, die eine Ausbreitung von Aerosol- und Tröpfcheninfektionen verhindern. Aber wo genau sollen diese tiefgreifenden Forschungsergebnisse letztendlich zum Einsatz kommen?

Auch hier hat Hahn schon eine erste Vorstellung: "Coraero geht deutlich weiter als ein einfacher Luftreiniger, weil wir letztendlich dafür sorgen, dass unser Projekt wirklich an Viren getestet und zertifiziert ist. So könnte es zum Beispiel im Personennahverkehr oder Restaurants zum Einsatz kommen." 

Wann es aber soweit ist, kann der Experte noch nicht beantworten: "Wir haben jetzt erst den Zuwendungsbescheid bekommen, das heißt, offiziell starten wir ab jetzt."

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