Zweiphasenströmungen sind eines der zentralen Forschungsgebiete des Instituts für Thermische Strömungsmaschinen. Insbesondere Kraftstoffsprays in Flugtriebwerksbrennkammern und die Einspritzung von AdBlue zur Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren wurden jahrelang detailliert untersucht. Die Expertise aus diesen Forschungsarbeiten wurde genutzt, um neue Einblicke in das Verdunsten von Aerosolen, die von Menschen ausgeatmet werden, zu gewinnen. Dazu wurde das Verdunstungsverhalten von Speicheltröpfchen in einem Levitator untersucht. Die erzielten Ergebnisse wurden im Journal of Aerosol Science veröffentlicht. Dazu wurde eine Pressemitteilung erstellt.
Corona-Pandemie: Lebensdauer von respiratorischen Aerosolen
Forschende des KIT haben untersucht, wie lange vom Menschen ausgeatmete Aerosole in der Luft bestehen bleiben, um die Übertragungswege des Corona-Virus besser zu verstehen.
Um die Corona-Pandemie kontrollieren und Hygienemaßnahmen wie das Tragen von Masken, Abstandsregeln und Lüftungskonzepte bewerten zu können, helfen detaillierte Informationen über Lebensdauer und Bewegung von Aerosolen in der Luft. Wissenschaftler des KIT haben dazu die Verdunstung von Speicheltröpfchen untersucht. Ihre Ergebnisse sind im Journal of Aerosol Science veröffentlicht.
Experimentelle Ergebnisse der Verdunstung eines Speicheltropfens
„Speicheltröpfchen setzen sich aus Wasser und festen Bestandteilen zusammen. An der Luft verdunstet der Wasseranteil recht schnell, aber die festen Bestandteile können mehrere Stunden bestehen bleiben“, sagt Rainer Koch vom Institut für Thermische Strömungsmaschinen des KIT. „Diese Resttropfen haben einen Durchmesser von 20 Prozent des ursprünglichen Tropfens und können so noch als Wirt für Viren dienen.“ Deshalb bestimme sich die Infektiosität aus der Lebensdauer der Viren auf dem Resttropfen. Dies erkläre, warum in der kalten Jahreszeit das Infektionsgeschehen zunimmt, wenn die Menschen sich verstärkt im Inneren aufhalten und nicht ausreichend gelüftet wird.
Den Forschenden gelang es erstmals Speicheltröpfchen unter definierten Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, zu untersuchen. Über mikroskopische Bildgebung konnten sie nachvollziehen, wie sich die Tropfengröße zeitlich entwickelt. Die Ergebnisse können dabei helfen, den Einfluss der Umgebungsbedingungen auf die Übertragung von Infektionskrankheiten durch Aerosole wie bei COVID-19 zu bestimmen.
Link zur Veröffentlichung: sciencedirect.com/science/article/pii/S0021850221004936
Link zur Pressemitteilung: https://www.kit.edu/kit/28477.php