Biofilme aus aeroterrestrialen Mikroorganismen stellen im nicht-medizinischen Bereich ein beständig größer werdendes Problem dar. Nicht nur ihr Beitrag zur Verwitterung von Fassaden und die daraus resultierende Notwendigkeit der Instandsetzung oder Entfernung des Biofilms, auch das von Biofilmen auf Innenwänden ausgehende Gesundheitsrisiko für den Menschen ist dabei in Betracht zu ziehen. Auch Solarzellen sind aufgrund ihrer rauen Glasoberfläche ein bevorzugter Siedlungsort für Biofilme. Letztere können durch Verschattung die Effizienz der Solarzellen deutlich herabsetzen, ein Problem welches mit zunehmenden Stellzeiten von Solarmodulen auch an Bedeutung gewinnt. Die Entfernung von Biofilmen erfordert vor allem den Einsatz von Bioziden, welche ihrerseits eine Belastung für die Umwelt darstellen und zudem oft nur begrenzte Wirksamkeit zeigen.
Ziel der geplanten Arbeit ist die Entwicklung einer photodynamisch aktiven Oberflächenbehandlung unter Ausnutzung des Photodynamischen Effekts zur Prävention von Biofilmwachstum. Photosensibilisatoren deren Wirkungsprinzip auf der Generierung von hochreaktivem Singulettsauerstoff basiert, sollen in Trägermaterialien eingebettet werden und so längerfristigen Schutz gegen die Entstehung von Biofilmen gewährleisten. Dabei ist durch die ausschließlich lichtinduzierte Aktivierung der Photosensibilisatoren sichergestellt, dass diese auch bei eventuellem Auswaschen in den Boden nicht schädlich für die Umwelt sind.
Durch Prävention von Biofilmwachstum kann der Einsatz von Bioziden reduziert und auch die langfristige Effizienz von Solarmodulen verbessert werden, wodurch diese als alternative Energiequellen noch attraktiver und zuverlässiger werden. Auch durch Verringerung der Frequenz von notwendigen Ausbesserungsmaßnahmen an Fassaden entsteht eine wesentlich verminderte Belastung für die Umwelt und es werden Ressourcen eingespart.
Um das gesteckte Ziel zu erreichen, sollen zunächst aus vorangehenden Untersuchungen bereits bekannte Photosensibilisatoren hinsichtlich ihrer Wirkung auf phototrophe Monokulturbiofilme sowie Pilze untersucht werden. Die Zelldichte innerhalb der Biofilme sowie deren Vitalität werden mittels optisch-spektroskopischer Methoden bestimmt, wobei Hauptaugenmerk auf der Verwendung von fluoreszierenden Indikatoren liegt. Erfolgversprechende Photosensibilisatoren werden auch auf anwendungsrelevanten Oberflächen wie Solarglas und Stein auf ihre inhibitorische Wirkung untersucht, wobei neben Monokulturen auch gemischte realitätsnahe aeroterrestriale Biofilme verwendet werden. Informationen über deren Zusammensetzung nach Einsatz von Photosensibilisatoren - welche mittels Mikroskopie bestimmt wird - werden genutzt um die untersuchten Photosensibilisatoren hinsichtlich ihrer Wirkung zu optimieren. Abschließend sollen diese in Trägermaterialien eingebettet und ihre inhibitorische Wirkung auf das Wachstum von Biofilmen auf Oberflächen erneut untersucht werden.