Die ESA entwickelt Mikroben abtötende Beschichtungen, um die Raumfahrt gesünder zu machen

Menschen sind nicht die einzigen Lebewesen an Bord der ISS. Die Bakterien, die einen Weg gefunden haben, in jedes Biom auf der Erde zu passen, haben auch in der aseptischen Mikrogravitation der darüber liegenden Raumstation ein Zuhause gefunden. Leider stellt dies sowohl für die auf der ISS lebenden Astronauten als auch für die Station selbst eine Gefahr dar. Aber jetzt glaubt ein von der ESA und dem Instituto Italiano di Tecnologia (IIT) finanziertes Forscherteam, eine Lösung gefunden zu haben: die Oberflächen der ISS antimikrobiell zu machen.

Das ist leichter gesagt als getan – auf der ISS gibt es Hunderte verschiedener Materialien, und jedes hat seine eigenen mechanischen und chemischen Eigenschaften. Wissenschaftler wissen bereits, dass auf der Raumstation Dutzende von Bakterien- und Pilzarten leben. Einige sind sogar gefährlich für den Menschen, wie z Staphylococcus aureusdie Atemwegsinfektionen verursachen können.

Darüber hinaus können einige dieser Bakterien für die Raumstation selbst schädlich sein. Es ist bekannt, dass Mikrobenkolonien Biofilme bilden, die Kunststoff, Gummi, Glas und sogar Metall anfressen können, wenn sie unbehandelt bleiben. Tatsächlich wurde das Biofilmproblem auf Mir so schlimm, dass es Bedenken hinsichtlich der langfristigen Lebensfähigkeit der Station gab, bevor sie eingemottet wurde.

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Eine offensichtliche Antwort auf dieses Problem ist die Reinigung. Aber mal ehrlich, Astronauten haben viel Besseres mit ihrer Zeit anzufangen. Und tatsächlich haben sie ein Team sehr kluger Wissenschaftler, die dafür bezahlt werden, ein System zu entwickeln, damit sie nie wieder aufräumen müssen.

Dieses System wird durch das „Optimization of Photo-catalytic Antibacterial Coatings“- oder PATINA-Projekt unterstützt und vom Open Space Innovation Forum der ESA finanziert. Andere Forschungsrichtungen des Projekts umfassen superhydrophobe Materialien, obwohl sie einen anderen Anwendungsfall haben als die von IIT- und ESA-Ingenieuren entwickelten antimikrobiellen Mittel.

Diese antimikrobiellen Beschichtungen basieren auf Titandioxid – einem Material, das bei Lichteinfall Wasserdampf in „freie Sauerstoffradikale“ zerlegt, die alle Lebewesen zerstören, die seine Oberfläche berühren, einschließlich Bakterien und Pilze. Titandioxid hat auch Vorteile gegenüber dem traditionelleren antimikrobiellen Material – Silber.

Silber wird seit Jahrhunderten wegen seiner antimikrobiellen Eigenschaften verwendet – deshalb haben wir Silberwaren. Silber hat jedoch auch unerwünschte Eigenschaften, wenn eine Person ihm ständig ausgesetzt ist, wie Augen- und Hautreizungen. Es kann sogar die Hautfarbe einer Person in ausreichender Menge verändern. Und es ist viel schwieriger, in der geschlossenen Umgebung der ISS zu vermeiden als im Freien um die Tische der meisten Leute herum.

Titandioxid hat keine dieser unerwünschten Nebenwirkungen, zumindest bisher der Wissenschaft bekannt. Die Forscher, die diese Beschichtung entwickeln, versuchen aktiv, die Beschichtungen künstlich zu altern und sie auf jede erdenkliche Weise zu beschädigen, um sicherzustellen, dass sie nicht schädlich sind. Wie Fabio Di Fonzo, einer der IIT-Forscher, sagt: „Natürlich wollen wir keine Endprodukte, die giftiger sind als die Mikroben selbst.

Bisher haben sie keine gefährlichen Nebenwirkungen gefunden, und das Team hat mehrere Arten von Oberflächen erfolgreich abgedeckt, darunter Reinraumpapier und Aluminiumfolie, die auf der ISS ausgiebig verwendet werden. Sie haben dies auch mit Schichten von nur 50 bis 100 Nanometern getan, um die mechanischen Eigenschaften aller Oberflächen, auf denen sie beschichtet sind, aufrechtzuerhalten.

Die Gesamtzahl der verschiedenen Arten von Oberflächen, die im Weltraum Bakterien ausgesetzt sind, wird mit der Weiterentwicklung der bemannten Weltraumforschung weiter zunehmen, und die ESA nimmt den Kampf gegen schädliche Bakterien bereits ernst. Zwei weitere von der ESA unterstützte Projekte untersuchen bereits das Bakterienwachstum auf der ISS – MATISS, ein französisches Experiment, und ein deutsches Experiment namens Touching Surfaces. Während es unvermeidlich ist, dass Menschen langfristige Lebensräume im Weltraum mit Mikroben aller Art teilen, ist es am besten, dies zu tun, um Menschen oder dem Schiff, von dem sie abhängig sind, keinen Schaden zuzufügen.

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Hauptbild:
Bild der über der Erde schwebenden ISS.
Kredit – NASA