Een mondkapje dat nanodraadjes van titaniumoxide bevat, kan bacteriën of virussen in opgevangen druppeltjes doden onder invloed van uv-licht, stellen Zwitserse onderzoekers.
Het RIVM en de Nederlandse overheid hebben nog steeds weinig op met mondkapjes als manier om het coronavirus onder controle te krijgen. Toch worden ze in grote delen van de wereld wel degelijk gezien als een van de belangrijkste wapens in de strijd tegen de pandemie. Alleen: als iedereen dagelijks wegwerpkapjes gebruikt, levert dat wel een flinke berg afval op. Bovendien, zo stelt de Technische Universiteit Lausanne in een persbericht, zouden gebruikte mondkapjes op straat of in prullenbakken een besmettingsrisico kunnen vormen. Daarom bedachten Endre Horváth, László Forró en collega’s een alternatief.
Nanodraadjes
Hun mondkapje bevat nanodraadjes van titaniumoxide. Als je die beschijnt met uv-licht, komen er radicalen vrij: moleculen die heel makkelijk reacties aangaan met andere moleculen. Deze radicalen, zo laten ze zien in hun artikel, kunnen in het mondkapje gevangen E. coli-bacteriën en DNA-fragmenten vernietigen. De onderzoekers nemen aan dat met veel virussen, waaronder het coronavirus, hetzelfde zal gebeuren. ‘De radicalen reageren met alle organische moleculen, dus ook die waar SARS-CoV-2 van is gemaakt’, mailt Forró.
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Een cruciale stap werd al een jaar of vier geleden gezet. Toen bedacht Horváth een methode om kilogrammen van de gebruikte nanodraadjes te produceren, waar het eerder ging om grammen. ‘Dat was een echte game changer‘, mailt Forró. ‘Toen konden we serieus gaan nadenken over toepassingen van dit materiaal.’
Guido Mul, hoogleraar fotokatalytische synthese aan de Universiteit Twente, zegt dat titaniumoxide op zich al heel vaak wordt ingezet vanwege de antibacteriële werking en dat er al heel veel manieren zijn om materialen met titaniumoxide te produceren. Maar voor zover hij weet, is de toepassing in mondkapjes nieuw.
Bombardement van radicalen
Een punt van aandacht is natuurlijk wel dat uv-licht. Je kunt het mondkapje niet simpelweg reinigen door het in de zon te leggen. ‘Zonlicht bevat maar zo’n 2 à 3 procent uv-licht van de juiste golflengte’, zegt Mul. ‘Dat zal niet voldoende zijn om de virussen in een mondkapje te doden.’
Om het gewenste bombardement van radicalen in het kapje te laten losbarsten, zul je dus een uv-lamp moeten aanschaffen. ‘Of je gebruikt er een gezichtsbruiner voor’, suggereert Mul. Forró denkt zelf aan een speciale houder waar je het mondkapje in plaatst, die er vervolgens uv-licht op loslaat.
Korte levensduur
Wat de veiligheid van de mondkapjes betreft, heeft Mul wel nog wat vragen. Zonlicht bevat zoals gezegd niet voldoende uv-licht om alle virussen in het mondkapje te doden, maar als je door de felle zon loopt, zouden er toch wat radicalen vrij kunnen komen. ‘En die wil je niet inademen’, zegt de hoogleraar.
Forró wuift die zorg echter weg. ‘De radicalen hebben een heel korte levensduur. Ze werken alleen als het virus heel dicht in de buurt van de nanodraadjes wordt gevangen. Ze zullen vervallen zijn voor ze neus, mond of huid kunnen bereiken.’
Mul vindt dat de onderzoekers zich er daarmee te gemakkelijk van afmaken. ‘De levensduur van radicalen is inderdaad kort, maar bij zonnebrandcrèmes met titaniumoxides wordt er niet voor niets een laagje silica over die titaniumoxides aangebracht om schade aan de huid te voorkomen.’
Een ander mogelijk risico vormen de titaniumoxidedraadjes zelf. ‘Hoe vast zitten die op de stof? Kunnen ze losraken en ingeademd worden? Titaniumoxide is niet heel giftig, maar toch kan ook dat van belang zijn’, zegt Mul. Forró: ‘De nanodraadjes zijn als het ware aan elkaar gelast, waardoor ze het kapje in principe niet kunnen verlaten. Onder welke extreme omstandigheden dat tóch kan gebeuren, zijn we nu aan het onderzoeken.’
Duizend keer te hergebruiken
In elk geval zijn de mondkapjes makkelijk in grote hoeveelheden te maken, schrijven Forró en collega’s. ‘Op dit moment kunnen we in ons lab alleen al 100 tot 200 vierkante meter van het materiaal produceren per week. Dat is genoeg voor 40.000 tot 80.000 mondkapjes.’ Die kapjes zouden dan naar schatting zo’n duizend keer te hergebruiken zijn, dus in vergelijking met wegwerpmondkapjes scheelt dat een boel grondstoffen.
Alleen… Je kunt natuurlijk ook een herbruikbaar mondkapje kopen en dat wassen bij een temperatuur van minstens 60 graden. Forró zegt echter: ‘Na een paar keer wassen kan de textuur van zo’n masker veranderd zijn, waardoor het virussen minder goed tegenhoudt. Persoonlijk zou ik liever ons masker gebruiken.’
Het team denkt verder na over toepassingen van hun materiaal in ventilatiesystemen en airconditioners. Horvath en Forró zijn bovendien al een start-up begonnen, Swoxid, die de technologie naar de markt moet brengen. Als het aan hen ligt, zal het idee dus niet ergens op een plank belanden tot het in de huidige pandemie geen rol meer kan spelen.
