Nutzung des photodynamischen Effekts zur Pr\u00e4vention der Bildung aeroterrestrialer Biofilme<\/p>\n
Biofilme aus aeroterrestrialen Mikroorganismen stellen im nicht-medizinischen Bereich ein best\u00e4ndig gr\u00f6\u00dfer werdendes Problem dar. Nicht nur ihr Beitrag zur Verwitterung von Fassaden und die daraus resultierende Notwendigkeit der Instandsetzung oder Entfernung des Biofilms, auch das von Biofilmen auf Innenw\u00e4nden ausgehende Gesundheitsrisiko f\u00fcr den Menschen ist dabei in Betracht zu ziehen. Auch Solarzellen sind aufgrund ihrer rauen Glasoberfl\u00e4che ein bevorzugter Siedlungsort f\u00fcr Biofilme. Letztere k\u00f6nnen durch Verschattung die Effizienz der Solarzellen deutlich herabsetzen, ein Problem welches mit zunehmenden Stellzeiten von Solarmodulen auch an Bedeutung gewinnt. Die Entfernung von Biofilmen erfordert vor allem den Einsatz von Bioziden, welche ihrerseits eine Belastung f\u00fcr die Umwelt darstellen und zudem oft nur begrenzte Wirksamkeit zeigen.
Ziel der geplanten Arbeit ist die Entwicklung einer photodynamisch aktiven Oberfl\u00e4chenbehandlung unter Ausnutzung des Photodynamischen Effekts zur Pr\u00e4vention von Biofilmwachstum. Photosensibilisatoren deren Wirkungsprinzip auf der Generierung von hochreaktivem Singulettsauerstoff basiert, sollen in Tr\u00e4germaterialien eingebettet werden und so l\u00e4ngerfristigen Schutz gegen die Entstehung von Biofilmen gew\u00e4hrleisten. Dabei ist durch die ausschlie\u00dflich lichtinduzierte Aktivierung der Photosensibilisatoren sichergestellt, dass diese auch bei eventuellem Auswaschen in den Boden nicht sch\u00e4dlich f\u00fcr die Umwelt sind.
Durch Pr\u00e4vention von Biofilmwachstum kann der Einsatz von Bioziden reduziert und auch die langfristige Effizienz von Solarmodulen verbessert werden, wodurch diese als alternative Energiequellen noch attraktiver und zuverl\u00e4ssiger werden. Auch durch Verringerung der Frequenz von notwendigen Ausbesserungsma\u00dfnahmen an Fassaden entsteht eine wesentlich verminderte Belastung f\u00fcr die Umwelt und es werden Ressourcen eingespart.
Um das gesteckte Ziel zu erreichen, sollen zun\u00e4chst aus vorangehenden Untersuchungen bereits bekannte Photosensibilisatoren hinsichtlich ihrer Wirkung auf phototrophe Monokulturbiofilme sowie Pilze untersucht werden. Die Zelldichte innerhalb der Biofilme sowie deren Vitalit\u00e4t werden mittels optisch-spektroskopischer Methoden bestimmt, wobei Hauptaugenmerk auf der Verwendung von fluoreszierenden Indikatoren liegt. Erfolgversprechende Photosensibilisatoren werden auch auf anwendungsrelevanten Oberfl\u00e4chen wie Solarglas und Stein auf ihre inhibitorische Wirkung untersucht, wobei neben Monokulturen auch gemischte realit\u00e4tsnahe aeroterrestriale Biofilme verwendet werden. Informationen \u00fcber deren Zusammensetzung nach Einsatz von Photosensibilisatoren – welche mittels Mikroskopie bestimmt wird – werden genutzt um die untersuchten Photosensibilisatoren hinsichtlich ihrer Wirkung zu optimieren. Abschlie\u00dfend sollen diese in Tr\u00e4germaterialien eingebettet und ihre inhibitorische Wirkung auf das Wachstum von Biofilmen auf Oberfl\u00e4chen erneut untersucht werden.
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Institut f\u00fcr Physik
AG Photobiophysik
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