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Technische Plasmen

Plasmen sind Gase, die durch Energiezufuhr ionisiert werden. Dadurch ändern sich fundamentale Eigenschaften des Gases, sodass Plasmen generell als „vierter Aggregatzustand“ betrachtet werden. Plasmen bestehen aus einer Kombination hochreaktiver chemischer Spezies, UV-Strahlung und oftmals elektrischen Feldern. Diese einzigartige Mischung macht Plasmen interessant für die Anwendung in der Biologie und Medizin, wobei in der Regel Plasmen verwendet werden, die bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck gezündet werden können. Die Behandlung mit Plasma ist eine effektive Methode, Bakterien und andere Mikroorganismen abzutöten und Oberflächen zu dekontaminieren. Es können Geräte und Werkzeug sterilisiert werden (z.B. Operationsbesteck), aber es ist auch eine direkte Behandlung des Menschen möglich, beispielsweise zur Desinfektion von Händen oder der Behandlung von chronischen Wunden.     
Hier knüpfen wir direkt mit unserer Forschung an: wir versuchen die durch Plasma ausgelöste Inaktivierung von Bakterien mechanistisch zu verstehen. Durch ihre immense Anpassungsfähigkeit ist bei der Behandlung von Bakterien mit Plasmen zu erwarten, dass sich im Laufe der Zeit Resistenzmechanismen bilden, die zu einer erhöhten Widerstandsfähigkeit der Bakterien führen. Wir versuchen mögliche Resistenzmechanismen zu verstehen, um sie vorhersagen und verhindern zu können.
Plasmen sind allerdings nicht nur dank ihrer zerstörerischen Wirkung nützlich: in weiteren Projekten werden die durch Plasma gebildeten chemischen Spezies verwendet, um Enzyme in biokatalytischen Reaktionen anzutreiben. Die Verbindung von Plasmen und spezialisierten Enzymen ermöglicht es, hochspezifisch wertvolle Spezialchemikalien herzustellen.

Laufende Projekte

  • Non-thermal plasma-driven biocatalysis
    Projekt im SFB1316 (Transient atmospheric plasmas - from plasmas to liquids to solids, DFG)
    https://sfb1316.rub.de/

Abgeschlossene Projekte

  • Effekte von Niedertemperatur-Plasmen auf Bio-Makromoleküle und vegetative Zellen – und bakterielle Abwehrmechanismen
    DFG Sachbeihilfe
  • Characterization of effects of different low temperature plasmas on bio-macromolecules and vegetative cells
    Projekt im PAK 728 (Plasma-Microbe Interaction during Plasma-based Surface Decontamination (Plasmadecon), DFG)