Selbstreinigende Folie LOTUS Foil: Tschechisches Patent schützt öffentliche Touchscreens
Eine antimikrobielle Folie für Touchscreens.
Während der COVID-19-Pandemie, als Hygiene und Desinfektion von entscheidender Bedeutung waren, entstand die Idee, ein Projekt zu entwickeln, das sich auf den Schutz von Touchscreens vor der Ansammlung organischer Schadstoffe konzentriert. Dieser Bedarf vereinte die akademische Welt und industrielle Partner in einem ehrgeizigen Bestreben, eine innovative Technologie zu entwickeln, die die Sicherheit bei der Nutzung von Touch-Displays erhöhen würde. Das Projekt wurde von FORTES interactive geleitet, einem Unternehmen, das sich auf die Herstellung von Touch-Panels spezialisiert hat. Einer der Partner war die Fakultät für Chemie der Technischen Universität Brünn, insbesondere das Labor für Photochemie, das zur Entwicklung der Schutzfolie beigetragen hat. Das Projekt wurde vom Dekan der Fakultät und Professor des Instituts für Physikalische und Verbrauchschemie, Michal Veselý, dem außerordentlichen Professor und stellvertretenden Dekan für externe Beziehungen, Petr Dzik, und der Doktorandin Michaela Fanglová, die ebenfalls bei FORTES interactive arbeitet, besprochen. Das Ergebnis dieser Zusammenarbeit ist die einzigartige Schutzfolie LOTUS Foil, die erfolgreich auf den Touch-Kiosken der Fakultät eingesetzt wurde. Dieses Produkt stellt eine Kombination aus modernster Wissenschaft und Innovation dar, die die aktuellen Herausforderungen in der Hygiene und Sicherheit öffentlicher Räume anspricht.
Von der Idee zum kommerziellen Erfolg
Der Anbieter des Projekts „Permanent Protection for Touch Screens to Prevent the Accumulation of Organic Pollutants on Their Surface“ war die Tschechische Technologieagentur, und das Projekt lief von 2021 bis 2024. Das Ergebnis ist eine selbstreinigende, transparente und antimikrobielle Folie, die kontinuierlich schädliche Organismen von der Oberfläche von Touchscreens entfernt. Labortests haben gezeigt, dass die LOTUS Foil mehr als 99 % des COVID-19-Virus und über 99,9 % von Bakterien wie E. coli und Staphylococcus aureus beseitigt.
Die Idee zum Schutz von Touchscreens stammt von Libor Vošický, dem Direktor von FORTES interactive, einem Unternehmen, das auf Outdoor-Touch-Technologien spezialisiert ist. Michaela Fanglová, eine Doktorandin der Fakultät für Chemische Technik an der Technischen Universität Brünn, arbeitet ebenfalls für das Unternehmen und war von den potenziellen Anwendungen der Folie begeistert. „Während der COVID-19-Pandemie haben wir die Bedenken der Kunden bemerkt, Bildschirme zu berühren. Also suchten wir nach einer Lösung, die sie schützt und gleichzeitig ein Gefühl der Sicherheit vermittelt“, erklärt sie.
Die Zusammenarbeit zwischen FORTES interactive und der Fakultät trug zur schnellen Entwicklung des Projekts bei. „Wir wussten, dass wir Verbindungen hatten, die auf Licht reagieren und Sauerstoffradikale produzieren. Diese Substanzen, zusammen mit konventionellen Biociden in extrem niedrigen Konzentrationen, sind in der Lage, Bakterien und Viren zu eliminieren. So entstand die Idee für die Schutzfolie für Touchscreens“, erklärt Michal Veselý.
Das Projekt beinhaltete mehrere Partner, die jeweils eine spezifische Rolle spielten. Dazu gehören die Fakultät für Technologie der Tomas Bata Universität in Zlín und das Produktionsunternehmen SYNPO. Der größte Erfolg des Projekts ist, dass es nicht nur eine theoretische Technologie oder ein Labormuster blieb. Die resultierende Schutzfolie ist in die kommerzielle Produktion eingetreten und bereits auf dem Markt erhältlich.
Von Labor zur Produktion
Das Fakultätsteam, bestehend aus Experten des Photochemielabors, nutzte sein Wissen in den Bereichen Dünnschichttechnologie, Photochemie und Materialdruck. Der Fokus lag dabei auf der Erstellung und Charakterisierung von ultradünnen Schichten. Diese Schichten wurden aus optischer, physikalischer, chemischer und mikrobiologischer Sicht untersucht, einschließlich der Testung ihrer antibakteriellen Aktivität. „Wir haben an Depositionen gearbeitet, teilweise die antimikrobielle Wirksamkeit getestet und dabei viel gelernt. Jetzt fungieren wir in laufenden Projekten als spezialisiertes Labor für die Testung der antimikrobiellen Eigenschaften dieser Materialien“, erklärt Petr Dzik.
Ein wesentlicher Beitrag der Fakultät war die Entwicklung der Methodik zur Testung der antimikrobiellen Aktivität. Da die Schicht lichtaktivierte Substanzen verwendet, war es entscheidend, die experimentellen Bedingungen zu standardisieren. „Wir mussten die aktive Strahlung – das Licht, das den Prozess auslöst – kontrollieren. Dank unserer Expertise in Photometrie und Radiometrie haben wir einheitliche Bedingungen festgelegt, die die Vergleichbarkeit der Ergebnisse an verschiedenen Einrichtungen gewährleisteten“, fügt er hinzu. Ein großer Vorteil war, dass die fotoaktive Substanz keine UV-Strahlung benötigt. Gewöhnliches sichtbares Licht, auch von LEDs oder herkömmlichen Glühbirnen, reicht aus.
Die resultierende Schicht ist in der Lage, mikrobiologische Populationen zu unterdrücken und trägt so zu einer gesünderen Umgebung bei. Es handelt sich jedoch nicht um eine selbstdesinfizierende Oberfläche; die Schicht hält Mikroorganismen aufgrund der kombinierten Wirkung von Biociden und der fotoaktiven Substanz auf niedrigem Niveau.
Einfache Installation, hohe Haltbarkeit
Die Folien wurden unter realen Bedingungen an Schnellrestaurants, Supermarktkassen und Flughäfen getestet. Derzeit werden sie von der Drogeriemarktkette DM verwendet, um Bildschirme an Selbstbedienungsterminals zu schützen. FORTES interactive zielt auch auf Krankenhäuser ab, in denen Besucher mit Systemen wie Rufknöpfen interagieren, was sie einem höheren Infektionsrisiko aussetzen kann. „Die COVID-19-Pandemie hat die Bedeutung der Hygiene verdeutlicht, aber nachdem die Pandemie abgeklungen ist, erkennen die Menschen oft die Risiken im Zusammenhang mit Touchscreens nicht mehr. Touchscreens in öffentlichen Bereichen werden von Menschen mit unterschiedlichen Hygieneverhalten genutzt, was zur Ansammlung von Mikroorganismen führt und das Infektionsübertragungsrisiko erhöht. Die LOTUS-Folie eliminiert aktiv unerwünschte Mikroorganismen und erhöht die Hygienesicherheit erheblich“, erklärt Libor Vošický.
Die Hersteller streben nach maximaler Benutzerfreundlichkeit. Das Unternehmen bietet Schulungen für Mitarbeiter an, die die Folien anbringen werden. Es wird empfohlen, die Folie alle drei Monate während der regulären Wartung der Kassen zu wechseln. Die Lebensdauer hängt jedoch von der Nutzung des Bildschirms und der mechanischen Haltbarkeit ab.
Während der Tests zeigten die Folien außergewöhnliche Haltbarkeit – sie halten bis zu 30.000 Berührungen mit einem künstlichen Fingernagel aus. Die Wartung ist ebenfalls einfach. Die Folien können mit Desinfektionsmitteln und einem Mikrofasertuch abgewischt werden, und die Niedrighaftkleberschicht ermöglicht eine einfache Entfernung.
Breites Spektrum selbstreinigender Oberflächen
Basierend auf den gesammelten Erfahrungen plant das Team, die Technologie weiter auszubauen. „Wir arbeiten kontinuierlich an der Entwicklung und dem Anwendungspotential der LOTUS-Selbstreinigungstechnologie. Unser Ziel ist es, ihre Nutzung auf eine Vielzahl von Oberflächen und Materialien zu ermöglichen – nicht nur auf Folien, sondern auch direkt auf Oberflächen von spezifischen Objekten wie Griffen, Türknöpfen oder Einkaufswagen“, beschreibt Libor Vošický.
In der Tschechischen Republik ist die Technologie durch ein Patent geschützt, und in den USA wurde eine Patentanmeldung eingereicht. Mit ihrer einfachen Anwendung, hohen Haltbarkeit und umfangreichen Anwendungsmöglichkeiten hat die Folie das Potenzial, den globalen Standard für den Schutz von Touchscreens zu setzen.
Autorin Jana Otoupalíková, FCH VUT