Für sein Semesterprojekt hat Constant Panisset ein tragbares, robustes und billiges Gerät entwickelt, das Wasser in ein Antiseptikum umwandelt. Damit könnte man vielleicht Krankenhausausrüstungen in Entwicklungsländern desinfizieren. Der Student plant, seinen Prototyp in den Weltraum zu schicken.
Stellen Sie sich vor: Ein tragbares, robustes und preiswertes Gerät, das gewöhnliches Wasser in weniger als einer Minute in ein Desinfektionsmittel verwandelt. Daran arbeitet Constant Panisset in seinem Semesterprojekt in Physik am Swiss Plasma Center bei Ivo Furno. Er nutzt das Prinzip des plasmaaktivierten Wassers mit der zusätzlichen Einschränkung, dass der Prototyp im Weltraum funktionieren muss.
"Ich bin ein begeisterter Plasmaphysiker und wollte mit einem Projekt, das industrielle Anwendungen hat, Erfahrungen in diesem Bereich sammeln", erklärt Constant, Masterstudent an der EPFL. Potenziell kann plasmaaktiviertes Wasser das Leben vieler Menschen vereinfachen, weil es einfach im industriellen Maßstab einzusetzen ist."
Die Plasmaphysik ist ein weites Feld der Forschung. Sie hat bereits zahlreiche Anwendungen und anfangs hat Constant mehrere Optionen evaluiert. "Die Fusion zur Energiegewinnung in einem Reaktor ist vielversprechend, aber noch nicht reif für den industriellen Maßstab", erklärt er. In der Raumfahrt kann die versehentliche Freisetzung von Plasma in die Solarpaneele von Satelliten diese zerstören oder deklassieren. Plasmen werden auch verwendet, um Satelliten und Raketen anzutreiben, sobald sie im Weltraum sind, oder um kompaktere und präzisere elektronische Bauteile zu ätzen."
Constant verbindet seine Leidenschaft für Plasma mit einem starken Interesse an praktischer Erfahrung und ist Mitglied des EPFL Rocket Teams. Als er über sein Semesterprojekt nachdachte, erkundete er die Möglichkeit, Plasma und Raumfahrttechnik zu kombinieren.
Desinfizierende Eigenschaften und plasmaaktiviertes Wasser
Die antiseptischen Eigenschaften von plasmaaktiviertem Wasser erregten schließlich seine Aufmerksamkeit. Die Idee erfüllte alle seine Kriterien: industrielle Anwendungen, Hilfe für die Bevölkerung und die zusätzliche technische Herausforderung, ein Gerät zu bauen, das bei nahezu null Schwerkraft funktioniert.
Um aktiviertes Wasser herzustellen, muss man zunächst Plasma herstellen. Im Wesentlichen geht es darum, Elektronen aus Gasteilchen zu entfernen, um Ionen zu bilden. Wenn Wasser (H2O) diesem Plasma ausgesetzt wird, steigt sein Säuregehalt, während sich seine Zusammensetzung ändert. Es enthält nun neue chemische Spezies wie Wasserstoffperoxid (H2O2), Nitrit (NO2) und Nitrat (NO3). Plasmaaktiviertes Wasser ist für seine bakteriziden Eigenschaften bekannt. Es wird in der Landwirtschaft, im medizinischen Bereich und für allgemeine Hygienefragen verwendet.
Plasmaaktiviertes Wasser für extreme Bedingungen herstellen
Es gibt viele Möglichkeiten, aktiviertes Wasser herzustellen. Constant wollte das robusteste Gerät für die medizinische Gemeinschaft in Entwicklungsländern oder im Weltraum herstellen. Er wählte einen Ansatz, der sowohl in der Luft als auch im Wasser ein hohes Potenzial erzeugt - mit einer Elektrode in der Luft und der anderen im Wasser. Um ein kompaktes Gerät herzustellen, das auch im Weltraum funktioniert, muss er jedoch die Größe und die Stärke des Potenzials optimieren und das Gerät aus Sicherheitsgründen einbauen, um sicherzustellen, dass versehentliche Entladungen in Grenzen gehalten werden. Bisher kann Constants Prototyp zwischen 20 und 60 Milliliter aktiviertes Wasser produzieren. Er passt in eine Hand und kostet ca. 100 Schweizer Franken für die Komponenten.
"Ich interessiere mich für die Untersuchung von plasmaaktiviertem Wasser in einer Mikrogravitationsumgebung, um festzustellen, ob diese Technologie in zukünftigen bemannten Missionen Platz finden könnte. Mit nur Wasser und ein wenig Strom könnte sie die Ausbreitung von Krankheiten in zukünftigen Raumfahrzeugen oder auf Mondbasen wie Artemis verhindern."
Das Gerät soll an Bord der Nordend-Rakete des EPFL Rocket Team eingeladen werden. Der Start ist für Oktober geplant.
