NA-VA-CLEAN


NAnoparticle VAcuum CLEANer using bionic principles

NewLine Soft entwickelt NAnoparticle VAcuum CLEANer using Bionic principles.
 

Das Problem
Ultrafeinstaub auch Nanopartikel genannt sind 1 bis 100 nm (10-9m) klein und gelangen über die Lunge, Auge, Ohr, Mund, Haut in die Blutbahn. Im Organismus ist Ultrafeinstaub verantwortlich für eine Vielzahl von Krankheitsbildern: Krebs, Parkinson, Bronchitis, Herzerkankungen, Thrombose und Allergien. Da die Teilchen so klein sind ist eine effiziente Filterung nicht möglich. Auf Basis der Ultraschallsignale der Fledermaus aggregieren wir sie zu größeren Partikeln die dann mit konventionellen Filtern herausgefiltert werden können. Diese einmalige bionische Lösung ist international zum Patent eingereicht.

Das Projekt
Bei Studien der Nanotoxikologie von Prof. Dr. Gregor Luthe hatte er beobachtet dass Fledermäuse  keine Stresssymptome zeigen wenn diese Ultrafeinstaub inhalieren. Diese bislang unveröffentlichten Erkenntnisse haben ihn auf die Spur gebracht nach Unterschieden und Ursachen zu suchen. Versuche haben dann gezeigt dass Ultraschall hierfür verantwortlich ist. Damit stand das bionische Prinzip der Ultraschallgeneration während der Ultrasfeinstaubexposition am Anfang des Forschungsvorhabens, siehe Abbildung 1.

Abbildung 1: Natürlicher Schutz der Fledermaus durch Akkustoggregation vor der Inhalation von Ultrafeinstaub.

Ultrafeinstaub oder Nanopartikel genannt haben eine Grösse von 1 bis 100 nm (10-9 m) und werden deshalb durch keine Filter herausgefiltert, siehe Abbildung 2.

Abbildung 2: existierende Filtersysteme und der neue Filter LUPA auf Basis der Fledermaustechnologie.

Nanopartikel gelangen im Gegensatz zu Mikropartikel tief in die Lunge und reichern sich in den Tracheen, Bronchien und Lungenbläschen an, siehe Abbildung 3 unten (Quelle: Oberdörster, Environm. Health. Persp. 113, 2005, 823). Der Staubsauger im Haushalt und in der Industrie sollte Staub sammeln, erzeugt und verteilt jedoch Feinstaub und insbesondere Ultrafeinstaub, und ist damit eine der Hauptquellen für Nanopartikel/Ultrafeinstaub im Haushalt.

Abbildung 3: Deposition von Ultrafeinstaub in Teilen der Lunge.

Eine Reihe von Erkrankungen wird hervorgerufen und/oder verstärkt durch die Exposition mit Nanopartikel, siehe Abbildung 4.


 

Abbildung 4: Es ist wissenschaftlicher Stand, dass Nanopartikel/Ultrafeinstaub toxisch und zellmembrangängig sind. Sie gelangen über das Blut und die Lymphe ins Knochenmark, in die Lymphknoten, inneren Organe (wie z. B. die Bauchspeicheldrüse, das Herz) und ins zentrale Nervensystem.

Nanopartikel zeichnen sich durch ihr Bestreben zur Agglomeration (Anhäufen, Vergrößern von Partikeln) aus. Diesen Effekt machen wir uns in der Akkustoaggregation zunutze: Eine stehende nicht hörbare Schallwelle presst Nano- und Mikroteilchen in Schwingungsknoten zusammen, wo diese bei Kontakt sich aggregieren. Mit dieser sehr einfachen patentierten Technologie erreichen wir, dass Nanopartikel/Ultrafeinstaub schon mit üblichen HEPA Filtern herausgefiltert werden können, siehe Abbildung 5. Ebenso werden Mikropartikel/Feinstaub besser aggregiert und gefiltert. Darüber hinaus steigt die Filterleistung an. Im Ergebnis also ein dreifacher Nutzen.



Abbildung 5: Aggregation der Ultafeinstaubpartikel.


Abbildung 6: Messergebnisse auf Basis des bionischen Prinzips der Akkustophorese mit Ultrafeinstaub.

Wie sind Sie mit dem „Bionik in KMU“-Programm in Kontakt gekommen?
Zuerst durch die Emsland GmbH, insbesondere durch Herrn Markus Mebben und danach durch die Wirtschaftsföderung des Kreises Borken, Herrn Raatgering. Beide zeichnet viel Enthusiasmus und großes persönliches Engagement aus um KMUs regional zu fördern und zu innovieren.

Was hat „Bionik in KMU“ für Ihr Unternehmung bedeutet?
Um als Erster weltweit eine vollkommen neue Filtertechnologie zu entwickeln, prüfen und anzuwenden ist für ein Start-up schlicht weg finanziell unmöglich.
Hier wollen wird neue Wege gehen und brauchen Unterstützung bei den wirtschaftlichen Risiken die zu groß sind für uns.
Im Zuge einer erfolgreichen Projektrealisierung können hochqualifizierte Arbeitsplätze in der Euregio geschaffen und langfristig gesichert werden. Diese sind im Bereich der Kunststofffertigung, des mechanischen Konstruierens, der nanotoxikologischen Exposition und des Marketings, Logistik.
In der Zwischenzeit haben wir als Partner die ZF Friedrichshafen AG gewonnen mit der wir den Innenraum von Auto revolutionieren möchten im Cockpit der Zukunft. Dieses konnen wir auch Jens Spahn, dem Gesundheitsminister gemeinsam in Gronau im Februar vorstellen.

Mit welchen Unternehmen haben Sie zusammengearbeitet?  Was sind Ihre Erfahrungen?
Wir haben zusammengearbeitet mit Smart Material Printing b.v. aus Enschede (Niederlande). Die Zusammenarbeit ist exzellent und sehr erfolgreich. Den weiteren gemeinsamen Weg der Umsetzungen und Vermarktungen gehen wir gemeinsam.  

Der Bio inspired link
Bei Freifeld-Studien in Iowa, US, wurde beobachtet, dass anwesende Fledermäuse auffällig unbeeinträchtig waren von anwesendem Ultrafeinstaub, der sonst zu erhöhten Streßsymptomen beiträgt. Ein Zusammenhang von Ultrafeinstaubkonzentration zur Ultraschallerzeugung der Tiere konnte später experimentell verifiziert werden. Das war noch nicht bekannt und eroeffnet ein vollkommen neues Feld der Bionikforschung.

"Exzellentes Programm dass KMUs/Start-ups weltweite Spitzenforschung in Anwendung umsetzen lässt. Enthusiastische Begleiter, unbürokratische Handhabung und anwendungsorientiert. Bring das know-how der Euregio zusammen und schafft die Grundlage für neue Arbeitsplätze".
 

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25 November 2019

INTERREG

Bionik in KMU ist ein niederländisch-deutsches Projekt, das vom INTERREG VA Programm unterstützt wird.

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