Reduzierung von Schadstoffen in der Innenraumluft
Diese Schadstoffe haben je nach ihrer Art, dem Expositionsniveau und den individuellen Eigenschaften unterschiedliche Auswirkungen auf Gesundheit, Komfort und Produktivität.
Darüber hinaus haben die steigenden Anforderungen an die Energieeffizienz zur Planung immer luftdichterer Gebäude geführt, was den Luftaustausch reduziert und neue Herausforderungen für die Innenraumluftqualität (IAQ) mit sich bringt.
In diesem Kontext entwickelt Materia Nova innovative Materialien und Beschichtungen zur gezielten Zersetzung von Luftschadstoffen. Die Expertise basiert auf komplementären Ansätzen:
🔆 1. Photokatalyse
Die Teams von Materia Nova entwickeln Materialien und Beschichtungen auf Basis von Photokatalysatoren (dotiertes oder undotiertes TiO₂, ZnO usw.), die in der Lage sind, Luftschadstoffe unter Einwirkung von sichtbarem oder UV-Licht zu zersetzen. Diese Materialien können anschließend auf verschiedene Substrate wie Gips, Papier, Holz, Textilien oder Metalle aufgebracht werden …
🧪 2. Katalyse bei Raumtemperatur
Die Katalyse bei Raumtemperatur ermöglicht die Eliminierung von Luftschadstoffen durch katalytische Reaktionen unter Umgebungsbedingungen. Materia Nova entwickelt hybride Oberflächen, die aus Polymeren und metallischen Nanopartikeln bestehen und in diesem Prozess aktiv sind. Diese Oberflächen werden mittels einer trockenen Technologie auf Basis von Kaltplasma hergestellt. Konkret wird ein dünner Polymerfilm entwickelt, der durch Plasma funktionalisiert ist und Thiolgruppen trägt, welche Goldnanopartikel über kovalente Wechselwirkungen stabilisieren können. Diese Materialien können anschließend auf nanostrukturierte Pulver sowie auf flexible Substrate aufgebracht werden.
⚡ 3. Plasmatechnologien zur Luftreinhaltung
Die von Materia Nova entwickelten Plasmaprozesse bieten mehrere Vorteile:
Zerstörung gasförmiger Schadstoffe, insbesondere flüchtiger organischer Verbindungen (VOC), die aus modernen Baumaterialien freigesetzt werden.
Zusätzliche Funktionen wie CO₂-Sequestrierung oder biozide Eigenschaften, die in Filtermedien integriert werden können, ohne deren ursprüngliche Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
🌱 4. Biobasierte Filtermaterialien
Materia Nova entwickelt außerdem elektrogesponnene Membranen auf Basis von (ligno)zellulosischen Fasern zur Filtration von Luftschadstoffen. Diese Materialien ermöglichen die Ausbildung struktureller Gradienten – wie Porositätsgrad, Faserdurchmesser oder Faser/Kugel-Verhältnis – sowie von Zusammensetzungsgradienten, einschließlich des hydrophilen/hydrophoben Verhältnisses und der biologischen Abbauzeit.
🧬 5. Verkapselung von Biomolekülen zur gezielten Schadstoffdegradation
Bio-Beschichtungen basieren auf der Einbettung von Enzymen oder schadstoffspezifischen Mikroorganismen (Formaldehyd, BTEX) in Matrizen wie Sol-Gele oder funktionelle Farben. Diese Systeme ermöglichen eine aktive katalytische Zersetzung flüchtiger organischer Verbindungen über eine reine Adsorption hinaus. Sie stellen einen vielversprechenden Ansatz zur nachhaltigen Verbesserung der Luftqualität dar, wobei weiterhin Herausforderungen hinsichtlich der Stabilität und Lebensdauer der Biokatalysatoren bestehen.
🛰️ 6. Optimierung sensitiver Schichten für Sensoren
Unser Zentrum ist zudem an der Entwicklung und Optimierung sensitiver Schichten für Sensoren zur Überwachung der Luftqualität beteiligt, einschließlich funktioneller und struktureller Charakterisierung. Wir verfügen über verschiedene Geräte und Prüfkammern zur Emissionsmessung, Materialcharakterisierung sowie zur Überwachung der Wirksamkeit der Schadstoffminderung Ihrer Materialien.
