pte20250502004 in Forschung

Kleiner UV-Chip löst Quecksilberlampen ab

Nanyang Technological University, Singapur: Lebensmittel bleiben eine Woche länger haltbar


Der neue UV-Chip: klein und unscheinbar, aber extrem wirkungsvoll (Foto: ntu.edu.sg)
Der neue UV-Chip: klein und unscheinbar, aber extrem wirkungsvoll (Foto: ntu.edu.sg)

Singapur/Uppsala (pte004/02.05.2025/06:15)

Lebensmittel lassen sich dank eines neuen Chips von Forschern der Nanyang Technological University aus Singapur künftig länger lagern und transportieren. Das Bauteil emittiert intensives ultraviolettes Licht, das keimtötend wirkt. Auch wird kaum Wärme abgestrahlt, sodass ein Einsatz auch in nicht gekühlten Räumen und Behältern möglich ist.

Bisher werden zu diesem Zweck meist klassische UV-Lampen eingesetzt, die zum einen Wärme emittieren, worauf empfindliche Lebensmittel gar nicht gut reagieren, und oft noch giftiges Quecksilber enthalten. Die umweltverträgliche Lösung der Forscher, die zudem kaum Strom verbraucht, ist gemeinsam mit dem schwedischen Unternehmen PureFize entwickelt worden.

Keine hohe Toxizität mehr

Am wirksamsten ist kurzwelliges UV-Licht, bekannt als UVC, da es die DNA schädigt und so Mikroorganismen zuverlässig abtötet. Quecksilberlampen, die UVC emittieren, werden häufig zur Desinfektion von Wasser und Luft eingesetzt. Aufgrund der hohen Toxizität von Quecksilber sollen sie jedoch aus dem Verkehr gezogen und durch sichere und umweltfreundlichere Desinfektionstechnologien ersetzt werden.

Anstatt Quecksilber zu verdampfen, um UVC-Licht zu generieren, erzeugt der Chip UV-Licht durch einen Prozess, der als Kathodolumineszenz bezeichnet wird. Der Chip enthält zwei Elektroden: eine Kathode aus Zinkoxid-Nanostrukturen und eine Anode, die mit einem Material beschichtet ist. Wird eine elektrische Spannung aufgebaut, emittiert die Kathode Elektronen, die auf die Anode treffen. Diese regen die Beschichtung auf der Anode dazu an, UV-Licht zu emittieren.

Alle keimtötenden Spektren

Das emittierte Licht enthält alle UV-Spektren (UVA, UVB und UVC). Das hat einen Vielfachwirkung gegen alle Arten von Keimen. UVC zerstört die DNA, während UVB und UVA schwer zu beseitigende Mikroorganismen, sogenannte Biofilme, und Zellbestandteile wie Proteine und Lipide durchdringen und vernichten.

Der neue Chip arbeitet bei Umgebungstemperaturen von minus 20 bis plus 100 Grad Celsius und kann ohne Zeitverzug ein- und ausgeschaltet werden, was für Anwendungen, die eine sofortige Desinfektion erfordern, von entscheidender Bedeutung ist. Quecksilberlampen brauchen dagegen einen gewissen zeitlichen Vorlauf, ehe sie Licht emittieren.

Die PureFize-Tochter EcoLoc hat den Chip in den Deckel eines Transportbehälters mit einem Volumen von einem Liter integriert, den das Möbelhaus IKEA unter der Bezeichnung "365+" vertreibt. Den Deckel samt UV-Einheit gibt es bei EcoLoc für umgerechnet rund 80 Euro. Die Haltbarkeit von Lebensmitteln soll sich damit um rund eine Woche verlängern lassen.



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