FFP2-Maske misst den CO₂-Gehalt
Spanische Forschende haben eine FFP2-Maske mit CO₂-Sensor ausgestattet. Eine App warnt die Maskenträger, falls ein kritischer Wert überstiegen wird.
Shoppen mit FFP2.
(Bild: Photo by Arturo Rey on Unsplash)
- Reiner Wandler
Wer FFP2-Masken über längere Zeiträume tragen muss, kennt den Effekt: Das Atmen wird schwer, die Treppe wird zum Hindernis, das Denken geht langsamer, Kopfschmerzen und Schwindel stellen sich ein. Der Grund ist trivial: durch das dichte Gewebe erhöhen die Masken den Atemwiderstand. Das Blut mit ausreichend Sauerstoff zu versorgen, wird anstrengend.
Da Wissenschaft und Wahn in der Pandemie dicht beieinander liegen, kursierten in den sozialen Medien umgehend Gerüchte, unter den Masken sammle sich Kohlendioxid, das – eingeatmet – zu eben jenen Kopfschmerzen und Schwindel führe. Dass sich das eingeatmete Kohlendioxid als gesundheitsschädlicher, erhöhter CO₂-Wert im Blut wiederfindet, konnte in Untersuchungen widerlegt werden. Um durch solche Gerüchte verängstigten Personen Sicherheit zu geben, haben Forscher an der südspanischen Universität Granda eine mobile Gasanalyse entwickelt. Sie bringen einen Tag an einer FFP2-Maske an, der konstant den CO₂-Gehalt unter der Maske misst.
Bei der Entwicklung von Luis Fermín Capitán-Vallvey und seine Kolleginnen und Kollegen handelt sich um "eine Platine, die den CO₂-Gehalt im Innern der FFP2-Masken in Echtzeit überwacht", erklärt der Elektronikfachmann und Doktorand Pablo Escobedo Araque. Aufgebracht wird sie in Form eines flexiblen Etiketts, ähnlich einem Aufkleber zur Diebstahlsicherung auf Waren in Kaufhäusern, das aus einem neuartigen CO₂-Sensor aus eigener Entwicklung und einer Elektronik besteht, die die Signale verarbeitet. "Beide wurden auf ein leichtes und flexibles Polymersubstrat gedruckt und bilden ein sogenanntes ‚Sensorenetikett‘", erklären die Autorinnen und Autoren in der Zeitschrift "Nature Communications". Jede handelsübliche FFP2-Maske ließe sich mit dieser Technik ausstatten.
CO₂-Warnung per App
Der Sensor verändert je nach CO₂-Gehalt seine Farbe. Dieses opto-chemische Signal wird dann über den elektronischen Schaltkreis ausgewertet und in ein Signal für die Smartphone-App übersetzt. Diese warnt, falls der CO₂-Anteil einen bestimmten Grenzwert überschreitet. "Ab wann der Alarm ausschlägt, kann justiert werden", erklärt Escobedo Araque. Sie seien keine Ärzte und wollten deshalb keine eigenen Werte festlegen. Die Nachweisgrenze des Sensors liege aber bei Werten ab 140 ppm. "Ab diesem Wert ist alles möglich", so Escobedo Araque weiter. Normalerweise liegt in der Umgebungsluft eine Konzentration von etwa 400 ppm (0,04 Prozent CO₂) vor. Für natürlich belüftete Innenräume stuft das Umweltbundesamt eine Konzentration bis zu 1.000 ppm (0,1 Prozent) als unbedenklich ein.
(Bild: Capitán-Vallvey et al. )
Im Vorfeld der Entwicklung ließen die Wissenschaftler Versuche – keine formale klinische Studie, wie sie betonen – mit Masken durchführen, die mit ihrem Sensor ausgestattet waren. Dabei verrichteten Probandinnen und Probanden mit ihren FFP2-Masken sowohl ruhige Tätigkeiten im Sitzen als auch körperlich anstrengende Tätigkeiten. "Unsere Ergebnisse, die mit früheren klinischen Studien übereinstimmen, liefern CO₂-Werte in der Atemluft unter der Maske zwischen zwei Prozent bei sitzender Tätigkeit bis hin zu Höchstwerten von fast fünf Prozent bei hochintensiver körperlicher Betätigung", berichtet das Forscherteam in seiner Veröffentlichung. Da die ausgeatmete Luft aus unseren Lungen etwa fünf Prozent CO₂ enthält, entspricht das der normalen CO₂-Konzentration beim Ausatmen.
Sie betonen weiterhin, dass der eingesetzte Schaltkreis ohne Batterie auskommt. Er bezieht seine Energie drahtlos über das Smartphone, an das er gekoppelt ist. Allerdings empfehlen die Autorinnen und Autoren, beim Einsatz der Entwicklung acht Stunden nicht zu überschreiten. Danach stiegen die relativen Fehlmessungen des Sensors an. Somit entspreche die Sensorlebenszeit auch der empfohlenen Nutzungszeit der Maske.
Rückschlüsse auf den CO₂-Gehalt im Blut und eine ernstzunehmende gesundheitliche Gefährdung lässt diese Maske nicht zu. Die spanischen Forscher liefern mit ihren modifizierten Masken immerhin ein neues Tracking-Device, das eine nicht-invasive, mobile Gasanalyse zulässt.
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(jle)