Schulklasse ©Kzenon / Fotolia.com
Nanotechnik 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. Die Entwicklung und Herstellung von Nanomaterialien ist dabei nur ein Teil des Gesamtbildes. In vielen Industriezweigen werden Nanomaterialien verwendet, um damit Produkte herzustellen, vom Nagellack bis zum Auto. Soweit nano-spezifische Aspekte dabei eine Rolle spielen, müssen Expertinnen und...

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 etwas, das einen Wert besitzt wie z.B. die Gesundheit, eine intakte Umwelt oder, vereinfacht ausgedrückt, die eigene...

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 Begriff Risiko als Funktion der Wahrscheinlichkeit beschrieben, mit der eine Exposition mit einem Material stattfindet, das ein bekanntes Gefährdungspotential hat. RisikoTox =...

Risikomanagement
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 Prozesses müssen die abgeleiteten Maßnahmen sachgerecht verbreitet und erklärt werden. Das Risikomanagement von Nanomaterialien ist wesentlicher...

Lunge © Nerthuz / fotolia.com
Der Begriff Blut-Luft-Schranke beschreibt eine dünne zelluläre Trennschicht innerhalb der Lunge, die den luftgefüllten Raum der Lungenbläschen vom Blutkreislauf abgrenzt. Über diese Schranke wird die Aufnahme von Sauerstoff in das Blut und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid in den Lungenraum geregelt. Mit der Atemluft können auch körperfremde Objekte abhängig von ihrer Größe in die Lunge gelangen. Dazu zählen neben Bakterien und Viren auch Feinstaub oder Nanomaterialien. Da die Zellschranke sehr dünn ist, besteht für Nanopartikel eine relativ große Chance, diese zu überwinden und in den...

Bunte Kleidung aus der Waschmaschine. © kalcutta / fotolia.com
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 haben, die sich aber über eine passende Auswahl der Nanomaterialien und deren sorgfältige Integration in das Gewebe vermeiden lassen...

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 wir in absehbarer Zeit hoffen? Und wieweit muss man sich vor übertriebenen Erwartungen hüten? Nanopartikel haben in der Medizin...

bwehrkräfte © ag visuell / fotolia.com
Im Körper vorhandene Nanopartikel (z. B. durch Injektion) werden in der Mehrzahl durch das sog. Retikulohistiozytäre System (RHS) aufgenommen und entsorgt. Dieses System stellt ein Netzwerk von Zellen dar, die im ganzen Körper in den Organen verteilt sind. Die Zellen des RHS haben die Aufgabe, tote Zellen, Bakterien, Viren und eingedrungene Kleinpartikel zu inaktivieren und zu eliminieren. Zu diesen partikulären „Eindringlingen" gehören auch Nanopartikel. Das Retikulohistiozytäre System (RHS), meist Retikuloendotheliales System (RES) oder auch Mononukleäres Phagozytensystem (MPS)...

Farbige Hausfassaden  (c) HuxFlux / fotolia.com
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 mit den Vorteilen und Risiken von Nanomaterialien in Farben beschäftigt, um potenzielle Risiken frühzeitig zu erkennen, zu vermeiden und damit den Nutzen zu...

Quelle Gray38.png: User Magnus Manske on en.wikipedia derivative work: Amada44
 Die Plazenta ist eine wichtige Gewebeschranke, die das ungeborene Kind von der Mutter trennt. Dieses ist dabei vollständig abhängig vom richtigen Funktionieren der Plazenta, da sie für die Versorgung mit Sauerstoff und Nahrung zuständig ist, aber auch Kohlenstoffdioxid und Abfallstoffe abtransportiert. In diesen Prozessen können auch Nanopartikel transportiert werden und den Fötus erreichen. Die Plazentaschranke wird im Wesentlichen aus zwei Zellschichten gebildet, wovon eine auf der mütterlichen Seite liegt und die andere die embryonalen Blutgefäße auskleidet. In der frühen...

Querschnitt durch die Haut © 7activestudio / fotolia.com
Die Haut ist das größte Organ des Körpers. Durch Abgrenzung von Innen und Außen schützt sie den Körper gegen die unterschiedlichsten Einwirkungen z.B. vor mechanischen Einflüssen wie Druck, Stoß, Zug, Reibung oder Verletzungen. Nanopartikel können die intakte Haut nicht durchdringen. Auch leichte oberflächliche Verletzungen beeinträchtigen diesen Schutz nicht. Kleinere mechanische Beanspruchungen der Haut fängt die Stabilität der Hornschicht ohne Schaden ab. Tiefer abgeschürfte Hautstellen werden durch Absonderung von Wundsekret und durch Blutbestandteile vor schädlichen Einflüssen...

Immunsystem
Das Immunsystem erkennt sowohl fremde als auch körpereigene Stoffe. Werden Fremdstoffe wie z.B. Nanopartikel erkannt, so entscheiden Zellen des Immunsystems, ob eine Gefahr vorliegt oder nicht. Schätzt der Körper den erkannten Fremdstoff als gefährlich ein, reagiert er darauf mit einer Entzündung. Im Falle von Krankheitserregern werden diese zunächst vom Abwehrprogramm eingegrenzt, dann beseitigt und falls eine Verletzung vorliegt, die Wundheilung ermöglicht. Einige technische Nanomaterialien stehen im Verdacht, entzündungsauslösend zu wirken. Allerdings kann die Eigenschaft der...

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 ein Papierstau beseitigt werden muss, kann es zum Kontakt mit den Tonerpartikeln oder Papierabrieb kommen. Im Druckbetrieb, bei geschlossenem Gehäuse, können gasförmige Substanzen und...

Schema der Blut-Hirn Schranke. © von Kuebi = Armin Kübelbeck, and for the brain: Patrick J. Lynch [CC-BY-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)], via Wikimedia Commons
Die Blut-Hirn-Schranke ist die Trennung zwischen dem Blutgefäßsystem und dem Gehirn und wird von bestimmten Zellen (sogenannte Endothelzellen) gebildet, welche die Blutgefäße im Gehirn umschließen. Diese Barriere ist für Nanopartikel normalerweise undurchlässig. Die Blut-Hirn-Schranke trennt das Blutgefäßsystem und das Gehirn voneinander ab [1]. Unsere Blutgefäße sind mit bestimmten Zellen (Endothelzellen) ausgekleidet, die besonders im Gehirn sehr eng über sogenannte tight junctions) miteinander verbunden sind. Diese engen Zell-Zell-Verbindungen verhindern generell den Transport...

Gitterstruktur eines NaCl-Kristalls. © natros / fotolia.com
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 Fällen für eine bestimmte Anwendung nur eine spezifische Kristallstruktur eingesetzt. Die unterschiedlichen...

Beschichtungsformen von Nanopartikeln
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 auch mehreren Schichten (Partikel-Hülle) auf die Partikeloberfläche eines Kerns...