Ein einzigartiger Prototyp in der Branche, mit dem Filtermaterial für Masken mit einer höheren Schutzkapazität gegen Viren und Bakterien als die derzeit verwendeten Materialien hergestellt werden kann. Ein multidisziplinäres Forschungsteam der Universität Bologna hat ihn in Zusammenarbeit mit der Marchesini Group ins Leben gerufen. Die Wissenschaftler sind fast fertig mit der Entwicklung der Maschine ab, die in wenigen Wochen in Betrieb genommen werden kann.
„Mit dem Prototyp könne diese neue Art von Filtermaterial im industriellen Maßstab auf der Basis von Polymer-Nanofasern mit hoher elektrostatischer Ladung hergestellt werden“, erklärt Andrea Zucchelli, Professor an der Abteilung Wirtschaftsingenieurwesen der Universität Bologna, einer der Projektkoordinatoren. „Was wir durchgeführt haben, ist eine Designoperation zusammen mit der Marchesini Group, die auf unseren Aufruf im Gebiet Bologna reagiert hat und diese Maschine in weniger als zwei Monaten dank einer wichtigen gemeinsamen Anstrengung geschaffen hat.“
Der Prototyp, der sich im Labor für Wirtschaftsingenieurwesen (DIN) in Bologna befindet, wird nach dessen Inbetriebnahme Filtermaterial herstellen, um etwa siebentausend Masken pro Tag zu erhalten.
Die ersten Produktionen dieser Materialien werden zur Herstellung eines Prototyploses von FFP3-Masken vom Unternehmen GVS aus Zola Predosa verwendet, das führend in der Lieferung fortschrittlicher Filtrationslösungen für hochkritische Anwendungen und unter den weltweit führenden Herstellern von persönlicher Schutzausrüstung zählt, das an dem Projekt von Anfang an mitgearbeitet hat.
Das ganze hat kurz nach dem Ausbruch des Coronavirus-Notfalls begonnen: Angesichts des großen Bedarfs an geeigneten Schutzvorrichtungen machte sich ein interdisziplinäres Forschungsteam der Universität Bologna an die Arbeit, um ein Filtermaterial zu entwickeln, das gegenüber den Kontaminationsrisiken durch Bakterien und Viren eine hohe Schutzkapazität anbieten konnte. An der Spitze des Teams stehen die Professoren Andrea Zucchelli aus der Abteilung Wirtschaftsingenieurwesen, Maria Letizia Focarete aus der Abteilung Chemie „Giacomo Ciamician“ und Davide Fabiani aus der Abteilung Elektrotechnik und Informationstechnik „Guglielmo Marconi“.
„Ein solches ähnliches Projekt könne nur innerhalb einer Universität entstehen, die in der Lage ist, den Maschinenbau, das Studium von Polymeren und die Elektrotechnik schnell und effektiv zu systematisieren, um fortschrittliche elektrostatische Spinntechnologien zu entwickeln“, sagt Zucchelli. „Dank dieser Synergie sei es uns gelungen, die Elektrospinntechnologie, die es ermöglicht, Material mit nanometrischen Fasern zu erhalten, mit dem Koronaeffekt zu kombinieren, wobei es um ein Phänomen handelt, dank dessen es möglich ist, eine hohe elektrostatische Ladung in den Nanofasern zu erhalten.“
„Dieses Projekt sei das Ergebnis der wertvollen und konsolidierten Zusammenarbeit zwischen der Marchesini Group und der Universität Bologna, die in einem Moment großer Schwierigkeiten zum Wohl des regionalen und nationalen Wirtschaftssystems unternommen wurde“, fügt Maurizio Marchesini, Präsident der Marchesini Group, hinzu. „Zusammen mit den Anschlussstücken für die Schutzmasken, die wir dank 3D-Druck hergestellt haben, sei dieser Prototyp eine weitere Demonstration, dass Technologie auch verwendet werden kann, um die Bedürfnisse der Bevölkerung sowohl während der Pandemie als auch danach zu erfüllen."
Dieses neue Material bietet große Vorteile, wenn es für Schutzmasken verwendet wird: Dadurch werden die Aerosolen, die Viren und Bakterien enthalten, viel effektiver als herkömmliche Materialien zurückgehalten, es weist eine hohe Partikelfilterleistung auf und kann auch auf Stoffen angewendet werden, die normalerweise zur Herstellung von Masken verwendet werden.
„Wir haben ein starkes Interesse an der Entwicklung und Verwendung innovativer Materialien, die es ermöglichen, Schutzvorrichtungen auf den Markt zu bringen, die das Sicherheits- und Komfortniveau der Endbenutzer erhöhen“, kommentiert Massimo Scagliarini, CEO von GVS. „Die Zusammenarbeit mit der Universität Bologna ermögliche es GVS, ihr Know-how in Bezug auf Filtermaterialien zu nutzen und zu erweitern, Synergien in der Region zu fördern und die Produktionslinien von FFP3-Masken mit lokalen Quellen zu versorgen, die GVS umgehend in Italien hergestellt hat, um die Pandemie entgegenzuwirken“.
Nach der Entwicklung und der Prüfung der Technologie zur Herstellung dieser innovativen Polymer-Nanofasern musste die Produktionsphase gestartet werden. Die Marchesini Group, die mit der Universität Bologna eine enge Beziehung hat, hat auf den Aufruf des Forschungsteams reagiert, indem sie die erforderlichen Komponenten herstellte. Das Alma Mater-Forschungsteam und die Techniker des in Bologna ansässigen Unternehmens machten sich an die Arbeit: Innerhalb weniger Wochen war die Maschine fertig.
Der einzigartige Prototyp wird in Kürze nach Abschluss der letzten Einrichtungsaktivitäten aktiviert werden. Zunächst werden FFP3-Masken mit einer sehr hohen Schutzkapazität gegen Viren und Bakterien hergestellt. Die Forscher arbeiten jedoch bereits an neuen Ideen, um den Anwendungsbereich dieser neuen Technologie weiter auszubauen.
