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Wie gut schützen selbstgebastelte Schutzmasken?

Atemschutzmasken sollen vor Ansteckung durch das Coronavirus schützen, aber die professionellen Masken sind weltweit Mangelware. Viele haben deshalb damit begonnen, sich selbst Schutzmasken aus Stoff, Papiertüchern oder Staubsaugerbeuteln zu basteln. Doch welche Materialien sind dafür besonders gut geeignet? Was wie gut gegen große und kleine Tröpfchen schützt, haben Forscher nun untersucht.

Atemschutzmasken aus verschiedenen Materialien
Atemschutzmasken sind im Handel kaum noch zu bekommen. Da bleibt oft nur die Fertigung in Eigenregie.

Verschiedene Stoffe, Papiertücher, Kaffeefilter gehören zu den Materialien, die Mainzer Max-Planck-Wissenschaftler neben OP-Masken darauf getestet haben, wie gut sie Partikel unterschiedlicher Größe aus der Luft filtern. Die Ergebnisse lassen sich gut auf Tröpfchen übertragen, die bei der Übertragung des Coronavirus eine entscheidende Rolle spielen.

Schutzmasken gelten als wichtiger Baustein im Kampf gegen die Corona-Pandemie. Denn je nach Maskentyp kann ein solcher Filter einen selbst, vor allem aber andere Menschen vor einer Ansteckung durch SARS-CoV-2 schützen. Die sogenannten FFP2- und FFP3-Masken filtern nur die eingeatmete Luft und sollen daher vor allem das Personal in Krankenhäusern und Arztpraxen vor der Ansteckung durch Covid-19- Patienten schützen. Weil diese Masken besonders knapp sind, sollten sie zumindest im Moment nicht von Privatpersonen gehamstert oder gekauft werden.

Masken schützen vor allem die anderen

Anders ist dies bei den einfachen OP-Masken. Diese meist aus dreilagigem Vlies bestehenden Masken bieten zwar beim Einatmen nur wenig Schutz, weil viel Luft seitlich am Filter vorbei eindringt. Dafür aber können diese Masken dazu beitragen, andere Menschen vor den eigenen Krankheitserregern zu schützen. Denn die Maske nimmt einen Großteil  der Tröpfchen auf, die wir beim Ausatmen, Husten oder Niesen ausstoßen. Sollten wir unwissentlich mit dem Coronavirus infiziert sein, verringern wir so die Menge an Erregern, die wir an die Umgebungsluft abgeben.

Deshalb empfehlen inzwischen auch viele Virologen und Fachgremien, im Supermarkt und anderen öffentlichen Räumen solche einfachen Schutzmasken zu tragen. Weil aber auch diese einfachen OP-Masken längst Mangelware sind, haben viele Menschen damit begonnen, sich selbst Schutzmasken zu nähen. Längst kursieren im Internet unzählige Anleitungen, wie man solche Masken aus Stoff, Küchentüchern, Staubsaugerbeuteln oder auch Kaffeefiltern basteln kann.

Alltagsmaterialien im Filtertest

Die große Frage aber ist, wie effektiv diese Materialien schützen. Genau das haben nun Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz getestet. Dafür funktionierten sie kurzerhand einige Messinstrumente um, mit denen sie sonst die Eigenschaften atmosphärischer Aerosolpartikel analysieren. "Es zeigte sich schnell, dass unsere Messtechniken und Methoden zur Partikelerzeugung bestens geeignet sind, um im Labor Filter und Filtermaterialien zu untersuchen", erklärt Stephan Borrmann.

Im Test prüften die Forscher, wie gut verschiedenen Haushaltsmaterialien und Stoffkombinationen Partikel und Tröpfchen unterschiedlicher Größe aufhielten. Zur Auswahl standen dabei Masken aus Staubsaugerbeuteln, Mikrofasertüchern, zwei- und dreilagigem Baumwollstoff, Kaffeefiltern, zwei Lagen Küchentüchern mit dazwischen gelegtem Taschentuch und auch eine Kombination aus Baumwollstoff mit eingelegtem Staubsaugerfilter.

Staubsaugerbeutel in gefaltetem Zustand
Staubsaugerbeutel filtern von allen untersuchten Materialien am besten. Kein Wunder, denn technisch handelt es sich bei ihnen um Filter.

Staubsaugerbeutel filtern am besten

Die gute Nachricht: "Wir haben festgestellt, dass alle untersuchten Filtermaterialien vor allem große Partikel von fünf Mikrometern und größer sehr effizient abscheiden. Die Effizienz liegt meist bei 90 Prozent und darüber", sagt Frank Drewnick vom Max-Planck-Institut. Das aber bedeutet, dass selbst einfache Schutzmasken aus Küchentüchern, Kaffeefiltern oder Stoff die meisten beim Husten oder Niesen ausgestoßenen Tröpfchen aufhalten – und damit auch einen Großteil der in diesem Tröpfchen transportierten Viren. Nur beim zweilagigen T-Shirt-Stoff, einlagiger Mikrofaser und zweilagigem Musselin lagen die Filterraten für die fünf und zehn Mikrometer großen Tröpfchen deutlich unter 90 Prozent.

Als besonders effektiv in nahezu allen Tröpfchen- und Partikelgröße erwiesen sich dagegen Atemmasken aus Staubsaugerbeuteln, wie die Tests ergaben. Sowohl einlagige Micropor- oder Vliesfilter als auch eine Baumwollstoffmaske mit eingelegtem Staubsaugerbeutel fingen sowohl die großen Tropfen ab als auch 70 bis 90 Prozent der kleineren, nur rund 30 bis 100 Nanometer kleinen Schwebstoffe. Das bedeutet, dass solche Masken möglicherweise auch kleine Atemtröpfchen und sogar die Viren selbst fernhalten könnten. Denn das Coronavirus SARS-CoV-2 ist rund 80 bis 140 Nanometer klein.

Wie gut kann man durch die Masken atmen?

Allerdings ist das noch nicht das ganze Bild. Denn wie gut eine Maske im Alltag tatsächlich vor den Viren schützt, hängt auch davon ab, wie viel Luft seitlich eindringt, wie schnell die Luft durch die Filterschichten strömt und wie gut man durch die Maske atmen kann. Denn je schlechter die Luft durch das Filtermaterial kommt, desto schwerer fällt das Atmen und desto mehr Luft zieht man über die Lücken in der Maske ein. Um dies zu testen, haben die Atmosphärenforscher den Druckabfall der Luft bei Durchströmen durch das Filtergewebe gemessen. Er sollte am besten niedrig sein – bei gleichzeitig hoher Filterwirkung.

Das Ergebnis dieser Tests: Ähnlich luftdurchlässig wie die professionelle OP-Maske sind Masken aus Staubsaugerbeuteln und doppellagige Baumwollmasken mit und ohne Einlage. Diese Materialien kombinieren demnach eine gute Filterwirkung der ausgeatmeten Tröpfchen mit einer nicht zu starken Behinderung der Atmung. Anders sah dies bei den Kaffeefiltern und der Kombination aus zwei Küchenpapierlagen und einem Taschentuch aus: Zwar haben diese Masken eine relativ gute Filterwirkung, lassen aber auch nur wenig Luft durch. Das macht solche Masken nur wenig praxistauglich.

Nur ein erster Anhaltspunkt

Wie die Forscher betonen, geben ihre Tests aber nur einen groben Anhaltspunkt zur Filterwirkung der verschiedenen Alltagsmaterialien. Um zu zeigen, wie gut eine solche Maske dann tatsächlich vor einer Übertragung des Coronavirus bewahrt, reichen ihre Tests allein aber nicht aus, wie Drewnick und sein Team betonen: "Unsere Daten machen keine Aussage darüber, wie gut eine Gesichtsmaske tatsächlich schützt. Sie helfen aber möglicherweise bei der Auswahl geeigneter Filtermaterialien für selbstgenähte“, sagt Drewnick.

Ein PDF mit detaillierteren Informationen zu den Testmethoden und Ergebnissen können Sie hier herunterladen.

NPO / Max-Planck-Gesellschaft, 16.04.2020
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