Mit Plasmaflüssigkeiten gegen Schimmel

Es mag ein bisschen nach Alchemie klingen, hat jedoch mit Magie nichts zu tun: Forscher der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst untersuchen, wie gewöhnliches Wasser für begrenzte Zeit in eine ähnlich wirkende Substanz wie ein Biozid verwandelt werden kann und dann wieder zu ´normalem Wasser wird. Der Schlüssel dazu ist eine Behandlung mit Plasma, das aus Flüssigkeiten sogenannte PALs, Plasma Activated Liquids, macht. Die Wissenschaftler der HAWK Hochschule erforschen im Projekt „PEaK: PAL-Einsatzmöglichkeiten an Kulturgut“, wie und wo PALs bei der Restaurierung von Kulturgütern angewendet werden können.

Restauratoren und Denkmalpfleger haben in ihrem Alltag immer wieder mit Organismen zu tun, die Kulturgütern Schaden zufügen: Schimmelpilze, die Materialien abbauen und Risse verursachen, Algen, die Biofilme bilden oder Käfer und Motten, die sich über altes Holz und Textilien hermachen. Doch Biozide sind oft lange aktiv, verbleiben am Material und in der Umwelt und richten dort langwierige Schäden an. PALs dagegen haben das Potenzial, Organismen ohne schädliche Umwelteinflüsse abzutöten. Doch wie sie auf unterschiedliche kulturgutrelevante biogene Schädlinge wirken und wie Restauratoren sie einsetzen könnten, ist bislang noch unerforscht.

„Es ist nachgewiesen, dass PALs auf Mikroorganismen wirken. Doch wie sie Algen, Schimmelpilze und Schadinsekten auf empfindlichen Materialien reduzieren, darüber gibt es noch keine Erkenntnisse“, erklärt Roksana Jachim, Restauratorin und wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt PEaK. Erste Versuche, zum Beispiel an Mottenlarven und Algen, hätten aber vielversprechende Ergebnisse geliefert.

Ziel des Projektes PEaK, das durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt gefördert wird, ist die Entwicklung einer umweltfreundlichen, aber effektiven Alternative zu herkömmlichen toxischen Bioziden im Einsatz an sensiblen historischen Materialien. Damit ist es das einzige Projekt, das PALs im Zusammenhang mit verschiedenen Kontaminationen an Kulturgütern erforscht. Außerdem interessiert die Forscher, wie PALs mit Alt-Bioziden reagieren, die noch an Kulturgütern haften.

PALs entstehen, indem Flüssigkeiten mit Plasma in Kontakt gebracht werden. Plasma gilt als vierter Aggregatzustand der Materie neben fest, flüssig und gasförmig. Fügt man einem Gas Energie hinzu, entsteht Plasma. Kommt Plasma mit einer Flüssigkeit in Berührung, verändert diese ihre chemische Zusammensetzung. Reaktive Spezies wie zum Beispiel Ozon oder Peroxide entstehen. Dadurch wirkt die Flüssigkeit für eine bestimmte Zeit beispielsweise keimabtötend. Dabei sind PALs nicht nur effektiv, sondern können von Restauratoren auch ohne aufwändige Schutzmaßnahmen genutzt werden und sind nicht persistent. Stattdessen verlieren sie ihre Wirkung und haben somit keinen langfristigen Einfluss auf die Umwelt.

Neben der Untersuchung der Effizienz von PALs in Wechselwirkungen mit Kontaminationen und sensiblen Materialien liegt der Fokus auch auf der praktischen Anwendbarkeit. „Eines der Projektziele ist, zusammen mit der DBD Plasma GmbH eine benutzerfreundliche, vor Ort nutzbare Anlage zu entwickeln, damit sich aufwändige Objekttransporte erübrigen“ so Marcus Harms und Jannik Schulz, im Projekt angestellte Ingenieure und wissenschaftliche Mitarbeiter.

HAWK / RK