Die Europäische Weltraumorganisation entwickelt mikrobenabtötende Beschichtungen, um die Raumfahrt gesünder zu machen

Menschen sind nicht die einzigen Lebewesen an Bord der Internationalen Raumstation. Die Bakterien, die einen Weg gefunden haben, sich in jedes Biom auf der Erde zu integrieren, fanden in der sterilen Mikrogravitation der darüber liegenden Raumstation ein Zuhause. Leider stellt dies sowohl für die auf der Internationalen Raumstation lebenden Astronauten als auch für die Station selbst eine Gefahr dar. Aber jetzt glaubt ein Forscherteam, das von der Europäischen Weltraumorganisation und dem Italian Institute of Technology (IIT) finanziert wird, dass es eine Lösung gefunden hat – Oberflächen auf der Internationalen Raumstation antimikrobiell zu machen.

Das ist leichter gesagt als getan – auf der Internationalen Raumstation gibt es Hunderte verschiedener Materialien, jedes mit seinen eigenen mechanischen und chemischen Eigenschaften. Wissenschaftler wissen bereits, dass auf der Raumstation Dutzende von Bakterien- und Pilzarten leben. Einige sind sogar gefährlich für 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 sich unbehandelt durch Kunststoff, Gummi, Glas und sogar Metall fressen können. Tatsächlich ist das Biofilmproblem auf der Mir-Station so schlimm geworden, dass es Bedenken hinsichtlich der langfristigen Lebensfähigkeit der Station gibt, bevor sie außer Betrieb genommen wird.

Eine offensichtliche Lösung für dieses Problem ist die Reinigung. Aber seien wir mal ehrlich – Astronauten haben viel Besseres mit ihrer Zeit anzufangen. Zugegeben, sie haben ein Team sehr kluger Wissenschaftler, die dafür bezahlt werden, ein System zu entwickeln, das sie nie wieder aufräumen müssen.

Dieses System wird vom „Improving Photonic Antibacterial Coatings“ oder dem PATINA-Projekt unterstützt und vom Open Space Innovation Forum der Europäischen Weltraumorganisation finanziert. Andere Forschungspfade im Projekt umfassen ultra-wasserdichte Materialien, obwohl sie einen anderen Anwendungsfall haben als die antimikrobiellen Materialien, die von IIT- und ESA-Ingenieuren entwickelt wurden.

Diese antimikrobiellen Beschichtungen basieren auf Titandioxid – einer Substanz, die, wenn sie Licht ausgesetzt wird, Wasserdampf in „freie Sauerstoffradikale“ zerlegt, die jeden Organismus zerstören, mit dem sie in Kontakt kommt, einschließlich Bakterien und Pilze. Titandioxid hat auch Vorteile gegenüber herkömmlichen antimikrobiellen Mitteln – 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 ausreichend hohen Mengen verändern. Es ist sehr schwierig, in der geschlossenen Umgebung der Internationalen Raumstation zu vermeiden, anstatt im Freien um die Tische der meisten Menschen herum.

Titandioxid hat keine dieser schädlichen Nebenwirkungen, zumindest sind sie der Wissenschaft bisher bekannt. Die Forscher, die diese Beschichtung aktiv entwickeln, versuchen, die Beschichtungen auf möglichst viele Arten künstlich zu altern und zu zerstören, um sicherzustellen, dass sie nicht schädlich sind. „Wir wollen natürlich keine Endprodukte, die giftiger sind als die Mikroben selbst“, sagt Fabio Di Fonzo, einer der Forscher vom IIT.

Bisher haben sie keine schwerwiegenden Nebenwirkungen festgestellt, und das Team hat mehrere verschiedene Arten von Oberflächen erfolgreich beschichtet, darunter Reinraumpapier und Aluminiumfolie, die häufig auf der Internationalen Raumstation verwendet werden. Sie taten dies auch mit kleinen Schichten von 50 bis 100 Nanometern Durchmesser, um die mechanischen Eigenschaften aller bedeckten Oberflächen zu erhalten.

Die Gesamtzahl der verschiedenen Arten von Oberflächen, die im Weltraum Bakterien ausgesetzt sind, wird mit der Entwicklung der bemannten Weltraumforschung weiter zunehmen, und die Europäische Weltraumorganisation nimmt den Kampf gegen schädliche Bakterien bereits sehr ernst. Zwei weitere von der ESA unterstützte Projekte untersuchen bereits das Bakterienwachstum auf der Internationalen Raumstation – 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 niemandem oder Fahrzeug, auf das sie angewiesen sind, Schaden zuzufügen.

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Hauptbild:
Bild der Internationalen Raumstation, die über der Erde schwebt.
Kredit – NASA