Forschungsstrategie zur Nanotechnik
Das UBA, die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin sowie das Bundesinstitut für Risikobewertung haben eine gemeinsame Forschungsstrategie zur Nanotechnik entwickelt. Ende November stellten die Bundesbehörden den Entwurf der Strategie beim Bundesumweltministerium in Bonn vor. Die Nanotechnik gewinnt zunehmend an Bedeutung. Derzeit befinden sich etwa 230 Nanoprodukte auf dem Markt. Die Verwendung der Nanoteilchen ist sehr vielfältig. Natürliche Nanopartikel gab es schon immer – etwa als Ultrafeinstäube aus Vulkanausbrüchen oder Waldbränden. Neu sind die synthetisch hergestellten Nanopartikel mit völlig neuen und teilweise unbekannten Eigenschaften. Und hierin kann das Gefahrenpotential liegen.
Ziel der Forschungsstrategie ist es deshalb auch, mehr über die Wirkung von Nanopartikeln auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu erfahren. Derzeit gibt es keine Testsysteme für die Untersuchung von Nanopartikeln in der Umwelt. Die Datenlage über die ungewollten Wirkungen der Nanopartikel ist bislang sehr dürftig.
http://www.umweltbundesamt.de/technik-verfahren-sicherheit/nanotechnologie/index.htm
Entwicklungs- und Anwendungsbereiche von Nanotechnik-Produkten
Das UBA erwartet – nach den verfügbaren Informationen2 - von der
Nanotechnik zahlreiche innovative Entwicklungen in verschiedenen
technischen Bereichen und unterschiedlichen Anwendungsfeldern sowie
Wirtschaftszweigen. Zwar ist die Ent-wicklung und die
Marktdurchdringung vieler nanotechnischer Verfahren und Produkte noch
in den Anfängen, eine Reihe von Produkten und Produktionsverfahren ist
aber bereits auf dem Markt oder auf dem Weg dorthin (siehe
Tabelle).
Eine wichtige Informationsquelle zu den unterschiedlichen
Anwendungsfeldern ist der Bericht „Nanotechnologie“ des Büros für
Technikfolgenabschätzung beim Deut-schen Bundestag (TAB), der sieben
Anwendungsfelder aufführt und eine Reihe von Anwendungsbeispielen
darstellt:
• Oberflächenfunktionalisierung und –veredelung (zum Beispiel
thermische und chemische Schutzschichten, nanometerdünne Beschichtung
von Computerfest-platten, biozide Schutzschichten),
• Katalyse, Chemie und Werkstoffsynthese (zum Beispiel katalytisch
wirksame Na-nopartikel, Autoabgaskatalysatoren, nanoporöse Filter,
Nanoreaktoren),
• Energiewandlung und –nutzung (zum Beispiel Farbstoffsolarzellen,
Brennstoffzel-len, leistungsfähigere Batterien/Akkumulatoren,
LED),
• Konstruktion (zum Beispiel Kunststoffe mit Nanofüllstoffen sowie neue
Metallver-bindungen mit veränderten mechanischen und thermischen
Eigenschaften, Ei-genschaftsverbesserungen von Baustoffen durch
Betonzusatzstoffe),
• Nanosensoren (zum Beispiel Magnetfeldsensoren, optische Sensoren,
Biosenso-ren („Lab-on-a-chip“-Systeme)),
• Informationsverarbeitung und –übermittlung (zum Beispiel organische
Leuchtdio-den (OLED), elektronische Bauelemente in
Nanometerdimensionen) sowie
• Lebenswissenschaften (zum Beispiel Anwendungen der Nanobiotechnologie
in Analytik und Diagnostik, ortsgenauer Wirkstofftransport
(„Drug-Delivery“-Systeme), biokompatible Implantate).
2 Quellen s. Abschnitt 1
Die Bandbreite nanoskaliger Werkstoffe reicht von anorganischen und
organischen Nanopartikeln, die singulär in Aggregaten oder als Pulver
sowie in einer Matrix dispergiert oder emulgiert vorliegen können, über
Nanokolloide, Nanoröhren und Na-noschichten bis zu den so genannten
Fullerenen, das sind komplexe organische Mo-leküle. Unter Umwelt- und
Gesundheitsschutzaspekten ist zu berücksichtigen, dass Nanopartikel
entweder fest in eine Matrix eingebunden sind oder frei vorliegend
ver-wendet werden. Zur Freisetzung ursprünglich fest eingebundener
Nanopartikel aus Produkten durch Alterungs- oder Abbauprozesse liegen
bisher keine Informationen vor. Wegen der in der Regel festen
Einbindung von Nanopartikeln in Schichten oder in Dispersionen ist nach
derzeitigem Wissen eine Freisetzung größeren Ausmaßes aus diesen
Produkten kaum zu erwarten.
Anorganische Nanopartikel aus Metalloxiden (besonders Siliziumdioxid,
Ceroxid, Ti-tandioxid, Aluminiumoxid) haben zurzeit die größte
wirtschaftliche Bedeutung. Ihre Hauptanwendungsgebiete liegen in der
Elektronik, Pharmazie, Medizin, Kosmetik sowie in der Chemie/Katalyse,
zum Beispiel:
• Titanoxid- und Zinkdioxidpartikel als UV-Absorber in
Sonnenschutzmitteln,
• Goldpartikel als Markerstoffe in der Medizin und für biologische
Schnelltests,
• Aluminiumoxidpartikel als poröse Trägerschicht für
Autoabgaskatalysatoren.
Bei Kohlenstoffpartikeln sind derzeit wirtschaftlich relevant:
Carbon Black und Spezi-alruße zum Beispiel als Füllstoffe für Gummi und
Pigmente (Toner). Das UBA erwar-tet für Kohlenstoffnanoröhren (CNT)
zukünftig ein hohes wirtschaftliches Potential – vor allem für die
Anwendung in der Sensorik und Elektronik, zum Beispiel für TV- und
PC-Flachbildschirme.
Organische Nanopartikel, wie Polymernanopartikel und
nanotechnikbasierte Wirk- und Effektstoffe (wie etwa. Pharmazeutika)
können die physiologische Wirksamkeit – etwa von Pharmaka, Kosmetik,
Pflanzenschutz oder Ernährung – und die techni-schen Eigenschaften –
beispielsweise in Lacken sowie Druckfarben – optimieren. Das UBA
erwartet vor allem bei Bindemitteln für Farben und Lacke, Klebebändern
und Beschichtungssystemen für Textilien, Holz und Leder ein hohes
Wertschöpfungspotential.
Für Nanoschichtsysteme gibt es eine Fülle von unterschiedlichen
Anwendungsmöglichkeiten mit hohen Markterwartungen:
• Hartschichten (für Kratzfestigkeit),
• Tribologische Schichten (Verschleißschutz),
• Antifog-Schichten (beispielsweise selbstreinigende Oberflächen für
Glas oder Textilien),
• Antireflexschichten (etwa zur Effizienzsteigerung von
Solarzellen),
• Korrosionsschutzschichten.
Wegen der möglichen Umwelt- und gesundheitlichen Wirkungen
(siehe Kapitel 4) der Nanopartikel sind besonders solche Produkte und
Produktionsprozesse aufmerksam zu betrachten, die eine Freisetzung der
Nanopartikel vermuten lassen. Dazu gehören Kosmetika, Biozide,
Umweltsanierung sowie die Herstellung von Nanopartikeln selbst.
Die nachfolgende Tabelle fasst den derzeitigen Entwicklungsstand und
die Anwendungsfelder nanotechnischer Produkte zusammen.
Den gesamten Bericht dazu finden Sie hier:
http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-presse/hintergrund/nanotechnik.pdf
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