Libellenflügel sind nicht bloß wasserabweisend und reflektieren nur wenig Sonnenlicht, sie sind auch echte Keimkiller. Grund sind feine, spitze Nadeln, die sich auf der Oberfläche dicht aneinanderreihen. Den Trick der Natur hat sich ein australisch-spanisches Forscherteam nun abgeschaut und so im Labor ein neues Material geschaffen: eine hauchdünne Siliziumbeschichtung, die Bakterien tötet. Sie soll künftig die Hygiene in Krankenhäuser vereinfachen, schreiben die Forscher im Magazin Nature Communications.

"Das Prinzip ist so grundlegend, dass es bei allen Keimen funktioniert", sagt der Materialforscher Vladimir Baulin von der Universität Rovira I Virgili in Tarragona, der an der Studie mitgewirkt hat. Kommt die Zellwand eines Bakteriums mit den spitzen Nadeln des Materials in Kontakt, platzt dessen Schutzhülle wie ein Ballon, der Keim stirbt. 

Grundstoff für die neue Beschichtung ist schwarzes Silizium, das Wissenschaftler aus herkömmlichem Silizium gewinnen. Mithilfe eines Lasers oder eines speziellen Ätzverfahrens wird beispielsweise die Oberflächenstruktur des Halbleitermaterials so verändert, dass sie letztlich von winzigen Stacheln übersät ist. Die Stacheln sind zwar nur 10 bis 20 Nanometer dick und maximal 500 Nanometer hoch, das ist jedoch genau die richtige Größe, um mikroskopisch kleine Erreger aufzuspießen und sie außer Gefecht zu setzen.

Selbst antibiotikaresistente Erreger haben keine Chance

In ihrer Studie verglichen Baulin und seine Kollegen die neu entwickelte Beschichtung mit einer normalen Glasfläche sowie einer herkömmlichen Siliziumschicht. Das Ergebnis: Während sich die Bakterien auf den herkömmlichen Oberflächen munter vermehrten, vernichtete die Nanoschicht innerhalb von sechs Stunden alles, was ihr zu nahekam – selbst Keime in einer körperwarmen Umgebung von 37 Grad, in der die Winzlinge sonst prächtig gedeihen.

Unter den drei untersuchten Keimen war auch Staphylococcus Aureus. Dessen resistente Variante MRSA gehört zu den gefürchteten Krankenhauskeimen. Jährlich infizieren sich in Deutschland damit rund 4.000 Patienten während eines Klinikaufenthalts, zu den Folgen gehören schwere Fieberschübe und Krämpfe. Im schlimmsten Fall endet eine Infizierung tödlich.

Baulin hofft daher, dass die Spezialbeschichtung irgendwann in Krankenhäusern eingesetzt wird. Als dünne Ummantelung von OP-Tischen und -Besteck zum Beispiel oder als Überzug von Türgriffen. Noch ist das Material aber nicht für einen großflächigen Einsatz geeignet, es lässt sich nicht formen. Unter zu festem Druck brechen die Nanonadeln ab.