Deaktivierungspotenzial von kaltem atmosphärischem Plasma für Viren und Bakterien in aus der Atemluft stammenden Aerosoltröpfchen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Nina Merkert; Professor Dr. Alfred Weber
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511873613

Der Einsatz kalter atmosphärischer Plasmen hat in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt und bereits zahlreiche biomedizinische Anwendungen gefunden. Die Covid-19-Pandemie hat die Nachfrage nach der Inaktivierung von Viren in Aerosolpartikeln erhöht. Atomistische Simulationen können grundlegende Erkenntnisse über diesen Prozess liefern. Die Untersuchung von Ionen und schwingungsangeregten Molekülen erfordert jedoch weitere Untersuchungen. Die meisten Bioorganismen, darunter auch das Corona-Virus, sind von einem Flüssigkeitsfilm umgeben. Daher ist es notwendig zu verstehen, welche Wechselwirkungen zwischen dem Plasma und der Flüssigkeit ablaufen, bevor die Plasmaspezies die Oberfläche der Bioorganismen erreichen. Um ein besseres Verständnis dieses Verhaltens zu erlangen, werden wir experimentelle Aerosol-Messungen mit Molekulardynamiksimulationen (MD) kombinieren, um die chemischen Reaktionen zwischen gasförmigen Sauerstoff- und Stickstoffspezies und Wassermolekülen zu untersuchen. Wir werden die Forschungsfrage beantworten, ob die im Plasma erzeugten geladenen Spezies rekombinieren, bevor sie das Virus erreichen. Wir werden die Auswirkungen der reaktiven Plasmaspezies auf die Struktur des Spike (S)-Glykoproteins untersuchen, das eine Schlüsselrolle bei der Pathogenität, Übertragung und Evolution von Coronaviren spielt. Ziel des Projekts ist es, ideale Prozessbedingungen für die Plasmadesinfektion unter Berücksichtigung von Flüssigkeitsschichten zu finden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen