Corona wirft neues Licht auf alte Technik

Und vom grundsätzlichen Ansatz her ist der Gedanke auch gar nicht so schlecht. UV-Licht, besonders das UV-C-Spektrum, ist geeignet, Bakterien und Viren wirksam abzutöten. UV steht dabei für ultraviolettes Licht, also der kurzwellige energiereiche Frequenzbereich des Lichts unterhalb der Sehschwelle, „jenseits“ des Violetts im Farbspektrum. UV-C ist dabei das Spektrum zwischen 280 und 100 Nanometern (nm) Wellenlänge. Dieser Bereich des UV-Lichts wird im Gegensatz zum UV-A- (380-315 nm) und UV-B-Bereich (315-280 nm) vollständig vom Sauerstoff in der Atmosphäre absorbiert und erreicht unter natürlichen Bedingungen nie die Erdoberfläche. 

Die Einteilung in die drei Frequenzbereiche orientiert sich am natürlichen Verhalten des energiereichen Lichts in der Atmosphäre. 380 nm ist die Sehschwelle des menschlichen Auges (einige Tiere wie etwa Bienen können noch darunter auch UV-Licht sehen). Der Bereich zwischen 315 und 280 nm wird von der Ozonschicht der Atmosphäre – also der dreiatomigen Molekülvariante des Sauerstoffs – größtenteils absorbiert. Unterhalb von 280 nm absorbiert Sauerstoff unter Bildung von Ozon die energiereiche Strahlung vollständig. Die Grenze von 100 nm ist dabei willkürlich gezogen, da unter Laborbedingungen mit noch kurzwelligerem Licht kaum experimentiert werden kann. Die DIN 5031-7 definiert die Einteilung in diese Bereiche – die Weltgesundheitsorganisation WHO definiert UV-Licht aber beispielsweise bereits ab 400 nm.

Bereits UV-A- und UV-B-Strahlung haben als ionisierende Strahlung das Potenzial, biologisches Material, Gewebe und Organismen zu schädigen – allerdings gibt es Abwehr- und Reparaturmechanismen für so entstandene Schäden. Der UV-C-Bereich allerdings, der natürlicherweise nicht vorkommt, ist besonders geeignet, zur Desinfektion eingesetzt zu werden. „UV-C-Strahlung ist grundsätzlich in der Lage, Bakterien und Viren abzutöten“, heißt es dazu auch vom Bundesamt für Strahlenschutz (BfS).

Innerhalb des UV-C-Spektrums muss man dabei nochmal nach der biologischen Wirkung unterscheiden. So absorbieren bei 280 nm vor allem Proteine – insbesondere als Bestandteil die Aminosäure Tryptophan –, was zur Denaturierung führt. Bei 265 nm werden Nukleinsäuren insbesondere durch Dimerisierung der Base Thymin geschädigt. Im Bereich von 245 nm absorbieren vor allem die Nukleinsäuren, während es für Proteine in dem Bereich ein Absorptionsminimum gibt, was die technische Anwendung eines engen Frequenzspektrums etwa zur Desinfektion von Proteinlösungen erlaubt.

Seit dem Jahr 1902 als der österreichische Arzt Gustav Kaiser die medizinische Wirkung des UV-Lichts entdeckte, wird es auch zur Desinfektion genutzt. Wer im Labor eine Sterilbank besitzt, kennt das blaue Glühen meist über Nacht und den Ozon-Geruch (unterhalb von 242 nm entsteht Ozon aus Sauerstoff im Rahmen der Photolyse).