SafeTouch

Die Ausbreitung von Krankheitserregern über häufig berührte Oberflächen stellt weltweit eine große Herausforderung dar, insbesondere in sensiblen Bereichen wie Krankenhäusern oder öffentlichen Einrichtungen. Mit dem von der EU geförderten Projekt SafeTouch entwickelt das Fraunhofer ISIT gemeinsam mit europäischen Partnern eine neuartige Lösung zur automatischen Desinfektion solcher Kontaktflächen. Herzstück ist ein innovativer Chip, dessen Oberfläche innerhalb von Sekundenbruchteilen stark erhitzt wird und so Keime zuverlässig abtötet. Die Technologie ermöglicht eine schnelle, chemiefreie und energieeffiziente Reinigung – direkt nach jeder Berührung.

Im Zentrum von SafeTouch steht ein mikroelektronischer Chip, der auf Oberflächen wie Türklinken, Fahrstuhlknöpfen oder Lichtschaltern integriert werden kann. Durch einen kurzen elektrischen Impuls erhitzt sich die Chipoberfläche auf etwa 130 °C. Bei dieser Temperatur werden Viren sofort inaktiviert und Bakterien abgetötet. Unmittelbar danach kühlt die Oberfläche wieder ab, sodass der gesamte Reinigungszyklus nur wenige Zehntelsekunden dauert.

Ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Desinfektionsmethoden liegt in der Kombination aus Geschwindigkeit, Effizienz und Sicherheit. Klassische Verfahren sind häufig zeitaufwendig, kostenintensiv, chemiebasiert oder nicht durchgehend zuverlässig. SafeTouch hingegen arbeitet automatisiert, benötigt keine zusätzlichen Reinigungsmittel und kann kontinuierlich im Hintergrund wirken. Trotz der lokal hohen Temperatur bleibt die Anwendung für den Menschen sicher: Die im Chip gespeicherte und an die Haut abgegebene Wärmemenge ist so gering, dass selbst bei kurzzeitigem Kontakt während des Erhitzens keine Hautschäden zu erwarten sind. Möglich wird dies durch die gezielte Auslegung der thermischen Masse. Die Oberfläche des Chips erhitzt sich schnell, gibt jedoch nur minimal Energie an die Haut ab.

Technologisch basiert der Chip auf einem flexiblen Glassubstrat, das sowohl elektrisch als auch thermisch isolierend wirkt. Eine metallische Schicht dient als Heizelement, während eine spezielle Epoxidharz-Beschichtung die darunterliegenden Strukturen schützt und gleichzeitig für eine robuste, abriebfeste Oberfläche sorgt. Besonders für gewölbte Anwendungen, etwa Türklinken, ist die Flexibilität des Substrats entscheidend.

Die Entwicklung von SafeTouch erfordert ein hohes Maß an interdisziplinärer Zusammenarbeit. Das Fraunhofer ISIT übernimmt dabei eine zentrale Rolle in der Prozessentwicklung und Herstellung der Chips. Eine der größten Herausforderungen besteht in der Integration neuer Fertigungstechnologien, etwa für flexible Glaswafer und sogenannte Durchkontaktierungen (TGV), die elektrische Verbindungen durch das Substrat ermöglichen. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der Materialbearbeitung: So muss beispielsweise ein chemischer Glashärtungsprozess früh im Herstellungsablauf erfolgen, um die gewünschte Flexibilität zu erreichen, gleichzeitig schränkt dies nachfolgende Bearbeitungsschritte ein. Auch die Kombination verschiedener Materialien und Prozesse, etwa bei der Metallisierung oder Laserbearbeitung ganzer Wafer, erfordert innovative Lösungsansätze.

Koordiniert wird das Projekt von der National Technical University of Athens (NTUA), die neben der Entwicklung der Elektronik auch Tests und das Chipdesign verantwortet. Weitere Partner übernehmen spezialisierte Aufgaben: A4TEC und das Biogipuzkoa führen biologische Tests zur Wirksamkeit und Biokompatibilität durch, während Organisationen wie das Hellenic Biocluster und Martel Innovate die Verwertung, Kommunikation und Projektsteuerung unterstützen. Ergänzt wird das Konsortium durch Partner für Nachhaltigkeitsbewertung, Anwendungstests und Innovationsmanagement.

Neben dem unmittelbaren Nutzen für die Infektionsprävention eröffnet SafeTouch auch neue technologische Perspektiven. Die entwickelten Prozesse ermöglichen es, funktionale Strukturen auf flexiblen Glassubstraten zu realisieren und elektrisch anzusteuern. Dies könnte künftig in Bereichen wie flexiblen MEMS-Systemen oder Hochfrequenzelektronik Anwendung finden.

Mit SafeTouch leistet das Fraunhofer ISIT einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der öffentlichen Gesundheit und zeigt zugleich, wie mikroelektronische Innovationen konkrete gesellschaftliche Herausforderungen adressieren können. Das Projekt steht exemplarisch für den erfolgreichen Transfer von Forschung in praxisnahe Lösungen und für die Stärke europäischer Zusammenarbeit in der Spitzentechnologie.