Was unsere Nase vormacht: Mit Flüssigkeit beschichtete Luftfilter fangen mehr Schadstoffe

Der Schleim, der die Nasenhaare bedeckt, übernimmt eine zentrale Funktion bei der Reinigung der eingeatmeten Luft. Er filtert Pollen und Staubpartikel heraus, die sonst bis in die Lunge vordringen könnten. Ein internationales Team von Forschenden unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI‑P) in Mainz haben gezeigt, dass sich dieses natürliche Prinzip auch auf technische Luftfilter, etwa in Klimaanlagen, übertragen lässt. Dabei werden die Filter mit einer Flüssigkeitsschicht überzogen – eine Methode, die selbst kleinste Partikel auffängt und effektiver bindet als herkömmliche trockene Filtersysteme — ganz ohne dabei den Luftstrom zu behindern.

Inspiriert von den mit Schleim bedeckten Nasenhärchen im menschlichen Körper, haben die Wissenschaftler*innen einen Filter entwickelt, der eine hauchdünne Flüssigkeitsschicht nutzt, um Partikel mithilfe von Kapillarkräften festzuhalten. Dabei bilden sich Flüssigkeitsbrücken zwischen den Staubpartikeln und den Fasern des Filters. Diese verhindern, dass sich die Staubpartikel ablösen und führen zu kompakten Staubaggregaten. Anders als herkömmliche Filter, die sich mit der Zeit zusetzen und die Luftzirkulation behindern, bleibt der neue Filter länger durchlässig – bei gleichzeitig hoher Filterleistung.

„Diese Technologie ist ein Schritt in Richtung langlebiger, energieeffizienter Filtersysteme“, erklärt Dr. Michael Kappl vom Max-Planck-Institut in Mainz, einer der beteiligten Autoren. ​„Besonders beeindruckend ist, dass selbst ultrafeine Partikel im Nanometerbereich zuverlässig gebunden werden.“

Das Projekt vereint Fachwissen aus Südkorea (Chung-Ang University, Incheon National University), den USA (University of Cincinnati) und Deutschland (Max-Planck-Institut für Polymerforschung). Federführend war das Team um Professor Sanghyuk Wooh (Chung-Ang University, Seoul), das die zugrunde liegende Idee und das Design entwickelte.

Prof. Hans-Jürgen Butt, Direktor am MPI‑P, betont die Bedeutung internationaler Kooperation: ​„Luftreinhaltung ist ein globales Thema – mit dieser Arbeit zeigen wir, wie interdisziplinäre Forschung über Kontinente hinweg konkrete Lösungen hervorbringen kann.“

Diese neue Filtertechnologie eignet sich für zahlreiche Einsatzbereiche, sowie in Lüftungs- und Klimaanlagen, Industriellen Abluftsystemen, Medizinischen Schutzmasken und Reinräumen und Staub- und Rauchfiltern in städtischen Gebieten. Durch die hohe Partikelbindung bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch kann die Technologie langfristig Kosten senken und Umweltbelastungen verringern.

Die Ergebnisse wurden nun in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.