Ingenieure wollen erste Schritte unternehmen, um die Technik für eine künstliche Luftröhre zu entwickeln. Die Volkswagenstiftung fördert das Vorhaben im Rahmen der Initiative „Experiment“.
Die menschliche Luftröhre ist von einem dünnen zweischichtigen Film bedeckt. Er transportiert Störenfriede wie Staubpartikel oder Bakterien aus der Lunge heraus. Ist dieser Selbstreinigungsmechanismus gestört, kann das Krankheiten wie die zystische Fibrose zur Folge haben, die mit einem frühzeitigen Tod einhergehen.
Flüssigkeitsfilm nachbilden
Das Forscherteam um Prof. Jeanette Hussong vom Institut für Thermo- und Fluiddynamik der Ruhr-Universität Bochum möchte in dem mit 76 500 Euro geförderten Projekt ein künstliches Luftröhrenmodell entwickeln und testen. Dazu müssen die Wissenschaftler den gleichmäßigen Flüssigkeitsfilm nachbilden, der der Schlüssel für den Selbstreinigungsmechanismus ist. Genau das ist eine besondere Herausforderung. Der Film muss die Röhre gleichmäßig bedecken und sich entgegen der Schwerkraft bewegen können, um Partikel aus der Lunge heraus zu transportieren. Außerdem dürfen die bei der Atmung entstehenden Luftströme den Film nicht stören.
Wandernde Wellen
Das Luftröhrenmodell wollen die Forscher aus einem Stapel von Piezo-Aktoren aufbauen. Diese Ringe wandeln elektrische Spannungen in mechanische Bewegungen um. Sie werden über poröse Zwischenschichten miteinander verbunden, die sich in Form einer wandernden Welle bewegen sollen. Diese Wellenbewegung soll den Flüssigkeitsfilm in der Röhre gleichmäßig verteilen. „Die Arbeiten könnten der erste Schritt in Richtung einer künstlichen Luftröhre sein“, sagt Jeanette Hussong.
Das Angebot „Experiment“ der Volkswagenstiftung richtet sich an Forscher aus den Natur-, Ingenieur-, und Lebenswissenschaften, die eine radikal neue Forschungsidee verfolgen möchten.
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