Querschnittsthemen

Nanomaterialien in Medizinprodukten oder in Pflanzenschutzmitteln, Nanopartikel in Tonern oder Kristallstrukturen von Nanomaterialien
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Hier finden Sie verschiedene Querschnittsthemen zu neuen, innovativen Materialien sowie Nanomaterialien und die Auswirkungen auf Mensch und/oder Umwelt.

Reifenabriebpartikel – ein unterschätztes Problem für Mensch und Umwelt?


Verkehr verursacht die Freisetzung von Reifen- und Straßenabriebpartikeln. Diese Partikel stellen eine Gefährdung für Mensch und Umwelt dar. Ihre Freisetzung und Verteilungsmuster variieren je nach Fahrverhalten, Reifentyp und Straßenbedingungen erheblich. Gebrauchsgegenstände unterliegen einem ständigen Verschleiß, der entweder durch Umwelteinflüsse wie Licht, Wasser oder Hitze oder durch ihre Funktion bedingt wird. Bei Autoreifen tritt der Verschleiß […]

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Materialien für den 3D-Druck


Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung auch für den privaten Gebrauch erfahren, da die 3D-Drucker und die verdruckten Materialien kostengünstig erhältlich sind. Mit 3D-Druck ist hier vorwiegend das preisgünstige FFF-Verfahren gemeint. Dabei erzeugt man aus einem Kunststoff, der in geeigneter Form z.B. als Draht auf einer Spule vorliegt, mittels eines Formgebungsverfahrens […]

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Faserstaub


Immer wieder gibt es Schlagzeilen in Zeitungen oder dem Internet, dass Nanomaterialien wie Asbest wirken und einen seltenen Krebs des Bauchfells (das sogenannte Mesotheliom) verursachen. Was ist dran an diesen Meldungen? Wie kommen diese zustande und müssen wir uns darüber wirklich den Kopf zerbrechen?   Faserstaub und die Asbest-Problematik Um diese Fragen zu beantworten, müssen […]

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Granuläre biobeständige Stäube


Es gibt allein in Deutschland mehr als 6 Millionen Arbeitsplätze mit einer gewissen Staubbelastung. Aus diesem Grund werden die Regelungen für betroffene Arbeitsplätze und die entsprechenden Grenzwerte ständig an neue Forschungsergebnisse angepasst, denn Staub schadet der Lunge. Dabei müssen in dem Staub keine giftigen Substanzen vorhanden sein, es genügt die Belastung der Lunge mit biobeständigen […]

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Kennzeichnung von Chemikalien und Zusatzstoffen


Die hier beschriebenen Identifikationsnummern E-Nummer, CI-Nummer und CAS-Nummer kennzeichnen Inhaltstoffe in käuflichen Produkten. In der Lebensmitteltechnik findet die E-Nummer Anwendung, mit deren Hilfe erlaubte Lebensmittelzusatzstoffe auf der Verpackung von Lebensmitteln angegeben werden. Zusatzstoffe in Kosmetika werden mit INCI-Bezeichnungen (Internationale Nomenklatur für kosmetische Inhaltsstoffe, engl. International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) oder alternativ mit einer CI-Nummer (Farbindex, […]

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Nanoplastik in der Umwelt


Kunststoff ist als Verpackungsmaterial oder als Teil vieler Produkte unseres täglichen Lebens allgegenwärtig. Aufgrund der stetig steigenden globalen Kunststoffproduktion sind Kunststoffe heute jedoch überall in der Umwelt zu finden. Es wird geschätzt, dass jährlich zwischen vier und zwölf Millionen Tonnen Kunststoff in die Meere und Ozeane gelangen [1]. Kunststoffteilchen, die gezielt hergestellt werden, werden als […]

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Nanomaterialien in der Kläranlage


Technisch hergestellte Nanomaterialien können aus Produkten bei deren Gebrauch und Entsorgung freigesetzt werden und in unterschiedlichen Mengen in das Abwasser gelangen. Die Aufgabe von Kläranlagen ist es, verschmutztes Abwasser zu reinigen, also auch Nanomaterialien aus dem Wasser zu entfernen. Abhängig von den Klärschritten werden verschiedene Arten von Nanopartikel abgetrennt. Wie gelangen Nanomaterialien ins Abwasser? Nanomaterialien […]

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Nanomaterialien in Pflanzenschutzmitteln


Pestizide oder Pflanzenschutzmittel sollen Pflanzen vor Schädlingen wie Insekten, Mikroorganismen oder Ungeziefer wie Nematoden schützen. Die Anwendung von Nanomaterialien bietet hier einige Vorteile wie z.B. eine erhöhte Wirksamkeit eines bestehenden Pestizids gegenüber Schädlingen, so dass nur noch geringe Mengen des Pflanzenschutzmittels benötigt werden. Derzeit sind solche Produkte allerdings noch nicht auf dem Markt und werden […]

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Nanomaterialien und bestäubende Insekten


Bestäubende Insekten wie Bienen und Hummeln können durch Aerosole, durch Pollen verunreinigter Pflanzen oder durch Wasser mit Nanomaterialien in Kontakt kommen. Weiterhin gibt es die Möglichkeit, dass Bienen von Imkern direkt Nanomaterialien ausgesetzt sind. Es besteht die Sorge, dass bestäubende Insekten aufgrund der Exposition gegenüber Nanomaterialien gefährdet sind.   Rückgang der bestäubenden Insekten Bestäuber sind […]

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Umwandlung von Nanomaterialien in der Umwelt


Innovative Materialien oder Nanomaterialien werden nach ihrer Freisetzung nicht nur in der Luft, im Boden oder im Wasser verteilt (siehe Grundlagen Wie werden innovative Materialien (z. B. Nanomaterialien) nach ihrer Freisetzung transportiert?), sondern können sich auch verändern, d.h. sie unterliegen Umwandlungsprozessen (sog. Transformation). Das sind Prozesse, bei denen die Materialien in Wechselwirkung mit der Umwelt […]

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Vorkommen von Nanomaterialien in der Umwelt abschätzen


Für eine Risikobewertung von Nanomaterialien von Nanopartikeln in der Umwelt sind Informationen zur Exposition, d.h. der in der Umwelt zu findenden Mengen an Nanomaterialien essentiell. Im Gegensatz zu vielen bekannten Schadstoffen können derzeit die Konzentrationen an Nanomaterialien in der Umwelt noch nicht direkt gemessen werden. Abhilfe schafft hier der Ansatz der Expositionsmodellierung, um die Umweltexposition […]

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Nanomaterialien in der Umwelt nachweisen


Technisch hergestellte Nanomaterialien werden beabsichtigt und unbeabsichtigt in die Umwelt freigesetzt, was ein mögliches Risiko für Ökosysteme darstellt. So lassen sich beim gezielten Einsatz von Nanomaterialien als Sanierungsmittel schädlichen Chemikalien aus Boden und Grundwasser effektiv entfernen. Andererseits werden Nanomaterialien unbeabsichtigt durch die Entsorgung von Nanomaterial-haltigen Produkten oder Kläranlagen in die Umwelt freigesetzt. Konzentration, Größe, Form […]

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In vitro Tests im Dienste der Nanosicherheit


In vitro Tests kommen in vielen Gebieten der Biowissenschaften im Einsatz, weil sie meist schnell und relativ kostengünstig durchführbar sind. Man versteht darunter die Untersuchung biologischer Vorgänge außerhalb eines Organismus. Vor allem bei der Entwicklung von Medikamenten kommen sie zum Einsatz. Doch neben all ihrer Vorzüge hat ihre Verwendbarkeit und Aussagekraft, speziell in der Nanosicherheit, […]

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Nanomaterialien in Lebensmittelverpackungen


Verpackungen sind für die Verteilung und Lagerung von Lebensmitteln unerlässlich. Verpackungsmaterialien bestehen aus Papier, Glas, Metall oder Plastik. Häufig werden verschiedene Verpackungsmaterialien kombiniert, um einen besseren Schutz zu gewährleisten. Verpackung schützen vor Krankheitserregern, bieten eine mechanische Abgrenzung für Gase oder Feuchtigkeit (um die Frische zu verlängern) und ermöglichen eine effizientere Lagerung (kubische Verpackungen lassen sich […]

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Nanomaterialien in Lebensmitteln


Bestimmte Nanomaterialien können zu verschiedenen Zwecken auch in Lebensmitteln eingesetzt werden. In Form von zugelassenen Lebensmittelzusatzstoffen verändern sie Eigenschaften wie Geschmack, Aussehen oder Haltbarkeit der Nahrungsmittel. Sie dienen auch zur Verkapselung von wichtigen Spurenstoffen, die dadurch stabiler werden und besser vom Menschen aufgenommen werden können. Aktuell kommen aber Nanomaterialien meist nur als Nebenprodukte in unser […]

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Nanomaterialien im Abfall


Fast täglich kommen neue Produkte auf den Markt, die Nanomaterialien enthalten und vielfältig eingesetzt werden können. Infolgedessen steigt auch die Anzahl an Nanomaterial-haltigen Produkten, die das Ende ihres Lebenszyklus erreichen und entsorgt werden müssen. Nanoabfälle in fester oder flüssiger Form werden derzeit wie normaler Müll behandelt und können über das bestehende Abfallmanagement System entsorgt werden […]

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Toner


Als Toner werden die Farbmittel bezeichnet, die hauptsächlich in Kopierern und Laserdruckern verwendet werden. Dabei handelt es sich um sehr feine Pulver, die aus ca. 2-30 Mikrometern großen Partikeln zusammengesetzt sind. Die geringe Partikelgröße führt dazu, dass sich das Pulver wie eine Flüssigkeit verhält. Bei Wartungsarbeiten im Ruhezustand des Gerätes, wenn Tonerkartuschen ausgetauscht werden oder […]

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Nanopartikel in Textilien


Die Textilindustrie als eine der wichtigsten Branchen für Konsumgüter weltweit produziert Textilien für Kleidung, Haushaltswaren, Heimtextilien oder auch technische Anwendungen. Wie bei anderen chemischen Prozessen und Technologien werden auch hier Nanomaterialien eingesetzt, um verschiedene Funktionalitäten der Textilien zu verbessern oder neu hinzuzufügen. Neue Inhaltsstoffe könnten aber auch negative Auswirkungen auf die Menschen oder die Umwelt […]

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Nanopartikel in Farben


Farben werden hier als Flüssigkeiten betrachtet, die zum Schutz, zur Versiegelung oder Färbung auf eine feste Oberfläche aufgetragen werden. Wichtiger Bestandteil hierfür sind Farbpigmente, die meist als kleine Partikel enthalten sind. Heutzutage können Nanomaterialien die Eigenschaften von Farben verbessern und neue Funktionalitäten schaffen. Einige solcher Produkte sind bereits auf dem Markt. Aktuelle Studien haben sich […]

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Risikoanalyse von Nanomaterialien


Risikoanalyse wird allgemein als mehrstufiger Prozess definiert, der Risikobewertung, Risikocharakterisierung, Risikokommunikation, Risikomanagement und Politik in Zusammenhang mit Risiko beinhaltet. Das Risiko kann dabei dabei sowohl Individuen als auch öffentliche oder private Organisationen sowie die Gesellschaft insgesamt auf lokaler, regionaler, nationaler oder globaler Ebene betreffen [1]. Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff „Risiko“ den potentiellen Verlust von […]

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Risikobewertung von Nanomaterialien


Risiko wird in Abhängigkeit der (wissenschaftlichen) Fachrichtung unterschiedlich definiert. Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff „Risiko“ den potentiellen Verlust von etwas, das einen Wert besitzt wie z.B. die Gesundheit, eine intakte Umwelt oder, vereinfacht ausgedrückt, die eigene Geldbörse. Ein Risiko besteht nur dann, wenn eine Gefahr und die Exposition gemeinsam auftreten. In der Toxikologie wird der […]

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Risikomanagement von Nanomaterialien


Ein akzeptables Risiko für neue Nanomaterialien wird auf Grundlage eines gesellschaftlichen Konsenses und durch politische Entscheidungen definiert, die auf einer wissenschaftlich fundierten Risikobeurteilung beruhen. Maßnahmen, die Risiken reduzieren oder verhindern sollen, sind Teil von angepassten oder neuen Gesetzen und Bestimmungen, die am Ende eines ausgefeilten Prozesses stehen – dem Risikomanagement. Während und am Ende dieses […]

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Eisen-Zucker Nanopartikel gegen Eisenmangel


Die Anwendung von metallischen Nanopartikeln wird für verschiedene Nanomedikamente umfassend untersucht. Sie bieten die Möglichkeit sowohl neue diagnostische als auch therapeutische Ansätze zu entwickeln. Eines der ersten dieser Nanomedizin-Produkte waren eisenbasierte Nanopartikel gegen Eisenmangel.   Intravenöse Eisen-Zucker-Nanopartikel zur Behandlung von Eisenmangel Eisenmangel kann viele Ursachen haben, sei es eine Störung des Eisenstoffwechsels, Mangelernährung oder durch […]

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Innovative Materialien in Medizinprodukten


Medizinprodukte sind aus dem Gesundheitsbereich nicht wegzudenken und stellen einen enormen Markt dar. Ihre Anwendungen reichen von medizinischen Geräten über Diagnosemöglichkeiten einschl. Software bis hin zu Implantaten, Spritzen und mechanischen Verhütungsmitteln. Beim Einsatz am und im menschlichen Körper muss die Verträglichkeit der Produkte gewährleistet sein. Hier bieten innovative Materialien neue, vorteilhafte Eigenschaften, wie z.B. höhere […]

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Nanomedizin


Nanomaterialien gelten als wichtige Hoffnungsträger für neuartige Behandlungsmethoden bei vielfältigen Erkrankungen. Die Medizin macht sich bereits heute Nanomaterialien für Medikamente, Diagnostika und Implantate zunutze. Es wird intensiv an weiteren Möglichkeiten geforscht, um Nanomaterialien im Gesundheitsbereich anzuwenden, ein Gebiet, das inzwischen als „Nanomedizin“ Schlagzeilen macht. Was gibt es hier bereits und auf welche neuen Arzneimittel können […]

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Nanobots – Realität oder Fantasie?


Die Phantasie des Menschen ist seit Jahrhunderten inspiriert durch technische Entwicklungen. Nicht nur Jules Verne (1828-1905) hat viele technische Neuerungen in seinen Romanen vorweggenommen, auch in neuerer Zeit inspirieren die technischen Möglichkeiten das Genre Science-Fiction, insbesondere die Nanotechnologie. Als der Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman 1959 seinen berühmten Vortrag (Link zum PDF ) zur Materie „There […]

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Ausbildung für die Nanotechnologie


Nanotechnologie ist ein Arbeitsmarkt mit Zukunft, da dieser Industriezweig international rasch wächst. 2013 waren rund 1.100 Unternehmen in Deutschland mit dem Einsatz der Nanotechnologie in Bereichen der Forschung und Entwicklung sowie der Vermarktung kommerzieller Produkte und Dienstleistungen befasst [1]. Die Entwicklung und Herstellung von Nanomaterialien ist dabei nur ein Teil des Gesamtbildes. In vielen Industriezweigen […]

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Beschichtungsformen von Nanomaterialien


Wenn von Oberflächenbeschichtungen für Nanomaterialien die Rede ist, fallen auch Begriffe wie Modifizierung, Coating, Funktionalisierung oder Stabilisierung. Diese Vielfalt spiegelt die unterschiedlichen Motivationen für eine Beschichtung bzw. ihre Funktion wider. Generell werden Oberflächenbeschichtungen für Nanomaterialien eingesetzt, um gezielt bestimmte Partikeleigenschaften zu verändern bzw. zu beeinflussen. Dazu werden verschiedenste Materialien in vollständigen oder unvollständigen, einer oder […]

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Kristallstrukturen von Nanomaterialien


Atome können sich, abhängig von äußeren Bedingungen wie Temperatur oder Druck, auf verschiedene Art und Weise in Gitterstrukturen anordnen. Für einige Materialien mit den gleichen Anteilen an enthaltenen Elementen kann es daher verschiedene Kristallstrukturen geben. Nanomaterialien mit unterschiedlichen Kristallstrukturen können sich in wichtigen physikalisch-chemischen Eigenschaften unterscheiden (z.B. Reaktivität oder photokatalytische Aktivität). Deshalb wird in solchen […]

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