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Alltagsmasken und die Materialfrage

Fast jeder trägt eine, und es gibt sie in allen Farben und Formen: Mund-Nasen-Bedeckungen zur Eindämmung der Corona-Pandemie. Welches Material dafür ideal ist, beschäftigt Forscher und Hersteller

von Tom Nebe, dpa, 08.07.2020

Tischtücher, OP-Kittel oder Tennissocken: Alltagsmasken können aus verschiedenen Materialien bestehen. Doch halten sie dicht genug? Am Ende sollen sie ja feine Partikel aus der Atemluft des Trägers auffangen, um andere Menschen vor einer möglichen Ansteckung mit dem Coronavirus zu schützen. Zugleich muss man durch den Stoff auch noch gut atmen können.

Der Forscher Frank Drewnick erklärt die Problemstellung so: "Naiv gesagt, geht durch Plastikfolie kein Partikel durch, aber auch keine Luft. Bei einem Sieb ist es umgekehrt - ich muss also etwas finden, wo die offene Fläche möglichst groß ist, die einzelnen Poren aber relativ klein sind."

Materialien und ihre Filterleistung

Drewnick leitet am Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz eine Forschungsgruppe, die verschiedene Materialien hinsichtlich ihrer Filterleistung untersucht. Konkret geht es um die sogenannte Abscheideeffizienz, also wie gut Kleinstpartikel in den Fasern der Stoffe hängen bleiben.

Der Experte hat sich auch sehr genau damit beschäftigt, welche Materialien Partikel in der Größe der Coronaviren gut stoppen und welche weniger gut. Dutzende Materialien haben er und sein Team schon in ihre Testvorrichtungen geklemmt, darunter Staubsaugerbeutel, Küchenrollen, selbstgenähte Masken mit einer oder mehreren Lagen und aus verschiedenen Baumwollstoffen, aber auch medizinische Produkte.

Und, was kam raus? Materialien, die tatsächlich zum Filtern gemacht sind, schneiden in den Messungen am besten ab, etwa die Vliese, die in OP-Masken verarbeitet sind. «Das sind in aller Regel nicht-gewebte Stoffe, auch Nonwovens genannt, wo die Fasern wild durcheinander liegen und die damit in aller Regel nicht so große Poren haben, durch welche die Partikel sonst durchkommen können», sagt Drewnick.

Wie man dennoch gut atmen kann

Wenn die Poren so klein sind, wird dann das Atmen zum Problem? Nicht unbedingt, sagt der Experte. Durch diese Stoffe laufen ihm zufolge sehr viele Kanäle, die aber eben sehr klein sind. Das heißt: Die Gesamtfläche offener Poren ist verhältnismäßig groß, so dass gut Luft durchkommt, dennoch werden Kleinstpartikel gut abgeschieden. Die Fasern in Materialien für OP- und sogenannte FFP-Masken seien zudem statisch aufgeladen, was die Abscheidung der Partikel verbessere.

Zum Hintergrund: Sars-CoV-2-Viren messen 60 bis 140 Nanometer im Durchmesser. Ein Nanometer ist ein Millionstel-Millimeter. Die Viren sind wirklich winzig, schwirren aber in aller Regel wahrscheinlich nicht als einzelne Partikel durch die Luft, sondern gebunden in
größeren Tropfen oder getrockneten Tropfen-Kernen. Diese sind zwar viel größer als die Viren, aber immer noch im Mikrometer-Bereich und damit mit bloßem Auge kaum bis gar nicht zu sehen.

Baumwollfasern landen im Mittelfeld

Die unterschiedlichen Kombinationen von Baumwollfasern landeten in den Testreihen allesamt im Mittelfeld, wie Drewnick sagt. "Wobei es hier unter anderem sehr darauf ankommt, wie dicht diese gewebt sind - denn das hat ja Einfluss auf die Größe der Löcher in den Stoffen." Hier steigen die Abscheideeffizienzen, je fester der Stoff gewebt ist, heißt es im Fazit der Tester.

Das deckt sich mit der Sicht des Bundesinstituts für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM), das auf seiner Webseite zu den Mund-Nasen-Bedeckungen aus handelsüblichen Stoffen schreibt: Fest gewebte Stoffe sind besser geeignet als leicht gewebte Stoffe. Und der Stoff muss waschbar sein, bei mindestens 60 Grad. Denn ab diesen Temperaturen werden eventuell anhaftende Viren verlässlich abgetötet.

Die Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation

Das gemeinnützige Portal #Maskezeigen rät jenen, die sich eine Maske nähen wollen, zu Webstoff oder Jerseygarn aus 100 Prozent Baumwolle, der möglichst dicht, aber noch durchlässig genug zum Atmen sein sollte.

Zur Prüfung der Dichtheit empfiehlt das Portal, den Stoff gegen eine Lampe zu halten. Je weniger Lichtpunkte man sieht und je kleiner sie sind, desto dichter ist der Stoff - entsprechend soll er den Infos zufolge mehr Schutz bieten. Wer sich selbst eine Maske nähen möchte, findet auf der Plattform diverse Anleitungen.

#Maskezeigen verweist zudem auf eine Empfehlung der Weltgesundheitsorganisation WHO zur idealen Zusammensetzung von Stoffmasken. Die WHO rät zu drei Lagen: innen an Mund und Nase eine wasseraufnehmende (hydrophile) Schicht, in der Mitte eine wasserabweisende (hydrophobe) Schicht aus Nonwoven-Material wie Baumwolle oder Polypropylen, die Tröpfchen fängt, und ganz außen eine weitere hydrophobe Lage zum Beispiel aus Polyester.

Ausgebremste Tröpfchen

Es ist meist so, dass im Gegensatz zu medizinischen Gesichtsmasken oder partikelfilternden Halbmasken (FFP2/FFP3) die Schutzwirkung von Alltagsmasken nicht nachgewiesen ist - dennoch kann die textile Barriere die Geschwindigkeit des Atemstroms und der Tröpfchen beim Niesen und Husten reduzieren und Partikel teils abfangen. Zudem schützt sie - zumindest ein Stück - auch den Träger.

Generell sind die Bedeckungen nur ein Baustein bei der Eindämmung der Pandemie. Abstands- und Hygieneregeln muss man auch mit Maske beachten.