Bisher ist nur unzureichend verstanden, ob Effekte durch MP-Partikel bereits während der Darmpassage oder erst nach Aufnahme ins Gewebe auftreten. Außerdem ist nicht geklärt, welche Charakteristika der MP-Partikel diese Effekte bedingen. In diesem Projekt sollen daher erstmals lokale histologische und molekulare Veränderungen im Gewebe direkt mit einzelnen MP-Partikeln korreliert werden. Dazu dient eine Kombination von bildgebenden Analyse-Verfahren (FTIR, Raman, Massenspektrometrie) und klassischer Histologie. Die Untersuchungen werden mit MP-Partikeln unterschiedlicher Zusammensetzung und Morphologie (sphärische Partikel, Fragmente, Fasern) an aquatischen und terrestrischen Modellorganismen durchgeführt. Durch Analyse desselben Gewebeschnitts mit komplementären Methoden können molekulare und histologische Veränderungen im Gewebe direkt auf einzelne (spezifizierte) MP-Partikel zurückgeführt werden und dadurch neue Erkenntnisse über die Wirkmechanismen erhalten werden.
Während der Projektlaufzeit sollen Anlagen zur realitätsnahen und definierten Herstellung von Mikroplastik konstruiert und aufgebaut werden. Da für die Generierung des Mikroplastiks reale Eintragsquellen von Mikroplastik in die Umwelt zu Grunde liegen, müssen zunächst die Beanspruchung von Kunststoffbauteilen und -produkten analysiert werden. Daraus resultierend, entstehen für die unterschiedlichen Anwendungsfälle verschiedene Fraktionierungsmechanismen. Diese sollen in einer Modellanlage implementiert werden. Diese Beanspruchungen und die daraus resultierenden Zerkleinerungsmechanismen sollen in Modellanlagen nachgestellt und implementiert werden. Dazu zählen unter anderem UV-Degradationsanlagen für dünnwandige, definierte Materialien, trockene oder wässrige mechanische Abrasionsanlagen für Fasern aus textilen Anwendungen sowie Abriebsimulationsanlagen zu Generierung von sphärischen Partikeln. Das so generierte Mikroplastik wird den anderen Projektpartnern für die weiterführenden Analysen zur Verfügung gestellt.
Im vorliegenden Projekt sollen repräsentative Untersuchungsverfahren und -strategien für ein integratives Systemverständnis von relevanten Kunststoffeintragspfaden in das Umweltkompartiment Wasser erfolgen. Dabei sind auch Einträge und Verbleib in die Umweltkompartimente Boden und Luft von Relevanz. Es wird davon ausgegangen, dass die relevanten Kunststoffeinträge entweder direkt als Mikroplastik (MP), d. h. als Partikel kleiner als 5 mm in die Umwelt gelangen oder durch ihre altersbedingte Versprödung zu MP fragmentieren. Relevante Partikelformen sind: Folienfragmente aus Littering, Fasern aus textilen Wasch- und Abriebprozessen und Partikel aus Reifenabrieb.
In diesem Zusammenhang wird SmartMembranes Silizium-Filter mit definierten Porengrößen und Porendichten herstellen und bei Bedarf entsprechende Ätzprozesse anpassen oder neu entwickeln. Aufgrund des spröden Materialverhaltens von Silizium sind die Filter als Bauteile für die erforderliche Festigkeit zu dimensionieren, um vorzeitiges Versagen auszuschließen und die Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Dazu kommen, wie für spröde Materialien üblich, probabilistische Methoden zum Einsatz. Die Festigkeit als mechanische Eigenschaft wird für verschiedene Filtergeometrien und Lochdichten mit Hilfe von Bruchtests bei Projektpartnern bewertet. Damit können die Filterstrukturen hinsichtlich ihrer mechanischen Beanspruchbarkeit optimiert werden.
In Räumen mit Produktionsprozessen, bei denen kritische Faser- und Staubemissionen sowie große Strömungsgeschwindigkeiten der Zu- und Abluft herrschen, müssen Filtersysteme hohe Ansprüche erfüllen. Für eine energieeffiziente und umweltschonende Filtration sind daher neue Filtrationskonzepte notwendig. Ziel eines aktuellen Forschungsvorhabens ist es, die Leistungsfähigkeit von Filtermedien für industriell genutzte raumlufttechnische Anlagen durch den Einsatz neuer Filtermedien, eine zielgerichtete Auswahl von Filtermedienkomponenten sowie die Funktionalisierung der Materialien deutlich zu verbessern. Innovativer Kern der Projektarbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Vlieswirkstoffes, der neben einer Polschicht eine sehr geringe Dehnung aufweist und als Tiefenfilter verwendet wird.
In Räumen mit Produktionsprozessen, bei denen kritische Faser- und Staubemissionen sowie große Strömungsgeschwindigkeiten der Zu- und Abluft herrschen, müssen Filtersysteme hohe Ansprüche erfüllen. Für eine energieeffiziente und umweltschonende Filtration sind daher neue Filtrationskonzepte notwendig. Ziel eines aktuellen Forschungsvorhabens ist es, die Leistungsfähigkeit von Filtermedien für industriell genutzte raumlufttechnische Anlagen durch den Einsatz neuer Filtermedien, eine zielgerichtete Auswahl von Filtermedienkomponenten sowie die Funktionalisierung der Materialien deutlich zu verbessern. Innovativer Kern der Projektarbeit ist die Entwicklung eines neuartigen Vlieswirkstoffes, der neben einer Polschicht eine sehr geringe Dehnung aufweist und als Tiefenfilter verwendet wird.