Spotlight Wissenschaft

Innovative Werkstoffe eröffnen ein immenses Potenzial zur Bewältigung globaler Herausforderungen wie der Umweltzerstörung, der Umgestaltung des Energiesektors und der Entwicklung in Richtung Kreislaufwirtschaft. Um ihre Vorteile zu nutzen und gleichzeitig Sicherheit und Nachhaltigkeit zu gewährleisten, haben Regulierungsbehörden, wissenschaftliche Gemeinschaften und die Industrie die Notwendigkeit proaktiver Ansätze erkannt. Das „Early4AdMa“-System ist ein Instrument zur Risikobeherrschung für […]

Wasserstoff ist einer der wichtigen Energieträger der Zukunft, wenn es um klimarelevante Energieversorgung geht. So kann überschüssiger Strom aus Windkraftwerken oder Solaranlagen in Wasserstoff umgewandelt und damit die sonst nicht genutzte Energie längerfristig gespeichert werden. Mit diesem Wasserstoff können Lastwagen und Busse des öffentlichen Nahverkehrs als auch andere Fahrzeuge umwelt- und klimafreundlich betrieben oder dieser […]

Die sogenannten Seltenen Erden wie Neodym, Dysprosium oder Cer sind Elemente, die nicht nur für die Energiewende von großer Bedeutung sind, sie dienen auch als Anteile von Magneten in Generatoren für die Stromerzeugung, wirken als Leuchtstoffe in energiesparenden Lampen oder als Teil des Autoabgaskatalysators. Die weltweite Produktion der Seltenen Erden wird derzeit stark von China […]

Im Spotlight August 2023 stellen wir ein Paper vor, das sich mit der Umsetzung von FAIR (Findability, Accessibility, Interoperability and Reusability) Data in der Nanosicherheitsforschung befasst. Die Autoren stellen das neue AdvancedNano GO FAIR Implementation Network vor (siehe auch https://www.go-fair.org/implementation-networks/overview/advancednano/), das im Rahmen der GO FAIR initiative etabliert wurde. Das Paper geht auf die Herausforderungen […]

Die Plastikverschmutzung ist zu einer erheblichen Bedrohung für die Ozeane, die biologische Vielfalt und die Ökosysteme weltweit geworden. Trotz der Bemühungen um eine Verringerung des Plastikverbrauchs nimmt die Plastikverschmutzung in der Umwelt durch die steigende Plastikproduktion weiter zu. Als Reaktion auf diese Krise verabschiedete die UN-Umweltversammlung im März 2022 eine Resolution zur Ausarbeitung eines rechtsverbindlichen […]

Bisher praktisch unmöglich und ein enormes Problem: faserverstärkte Kunstharzverbundwerkstoffe (Epoxide) waren nicht recyclebar und z.B. die Rotorblätter von Windkraftanlagen summieren sich bis zum Jahr 2050 zu einem Abfallhaufen von 43 Millionen Tonnen. Forscher haben nun einen ersten wichtigen Schritt getan, um diese Verbundwerkstoffe wieder „aufzuschließen“ und katalytisch so aufzulösen, dass die Carbonfasern und die Harzinhaltsstoffe […]

Ein italienischer Forscherverbund berichtet über essbare Batterien, die elektrischen Strom liefern und als Nahrungsmittel verdaut werden und damit ein zweites Mal Energie liefern könnten. Was zunächst lustig klingt, hat einen ernsten Hintergrund, denn in der Medizin werden Stromquellen benötigt, die über den Verdauungstrakt transportiert werden und ggf. auch unbeabsichtigt im Körper verbleiben könnten, z.B. für […]

Seltene Erden sind wichtige Bestandteile von Windkraftanlagen, Katalysatoren, Glasfaserkabeln und Plasma-Bildschirmen. Da die 17 Metalle, die unter diesem Begriff zusammengefasst werden, für die modernen Technologien unentbehrlich sind, steigen Nachfrage und Kosten stetig. Das Vorkommen ergiebiger Abbaustätten ist begrenzt und die Produktion oft aufwändig und umweltschädlich. Die Vorteile, diese Ressourcen so effizient wie möglich zu recyceln, […]

Herkömmliche Photovoltaik-Anlagen haben oft nur einen geringen Wirkungsgrad, d.h. nur ein Bruchteil der Sonnenenergie wird in elektrische Energie umgewandelt und nutzbar gemacht. Aus diesem Grund wird an innovativen Materialien geforscht, die die Energieausbeute deutlich erhöhen können und damit auch die Gewinnung von mehr elektrischer Energie aus regenerativen Quellen ermöglicht. Die meisten dieser Materialien enthalten jedoch […]

Textilien sind seit vielen Jahren Gegenstand der Forschung zur Funktionalisierung, vor allem auch, um Bakterien und Viren abzuwehren. Seit der Entwicklung nanotechnologischer Prozesse gab es viele Versuche, mit Nano-Titandioxid einen Sonnenschutz (UV-Schutz) einzubauen, oder mit Nanosilber  Textilien anti-bakteriell auszustatten (siehe Querschnittstext „Nanopartikel in Textilien“. Aber Nanosilber ist dabei in die Diskussion geraten, da die Partikel […]

Im ersten Spotlight des neuen Jahres stellen wir eine Sonderausgabe zu Methoden und Protokollen in der Nanotoxikologie vor, die im Journal Frontiers in Toxicology erschienen ist. Es gibt immer noch zu wenig harmonisierte Protokolle, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft akzeptiert werden. Um diese Situation zu verbessern, werden Projektaktivitäten gestartet und Sonderausgaben von Zeitschriften wie diese […]

Wenn wir, das DaNa-Team als Betreiber der Website nanopartikel.info, von Nanobots, also nanometergroßen Maschinen schreiben, weisen wir darauf hin, dass diese Maschinen zur Science Fiction gehören, eventuell sogar eine Utopie – also nie realisierbar – bleiben werden. Im deutlich größeren Mikro-Maßstab sind aber kleine Maschinen denkbar, die bei der Therapie von Krankheiten, z.B. Krebs, helfen […]

Die Wissenschaft hat sich schon immer die Natur als Vorbild genommen und sie imitiert. Schaut man sich den Bereich der Photonik an, also die Verwendung von optischen Technologien zur Informationsverarbeitung, Übertragung oder Speicherung, so sind die farbenfrohen Beispiele in der Tier- und Pflanzenwelt perfekte Grundladen für technische Anwendungen. Während Farben in der Natur entweder zur […]

Titandioxid (TiO2) wurde aufgrund verschiedener Berichte und wissenschaftlicher Studien in diesem Jahr (2022) auch in Europa für den Gebrauch als Lebensmittelzusatzstoff mit dem Hinweis verboten, dass es möglicherweise krebserregend sein könnte. Obwohl seit dem Gebrauch dieses Materials in Mikro- aber auch Nanogröße in vielen Produkten (seit mehr als 80 Jahren in Farben als Weißpigment enthalten […]

Dieses Paper beschreibt eine Methode zur automatischen Bewertung der Qualität und Vollständigkeit von Nanosicherheitsdaten zum Zwecke der Risikobewertung. Schritte zur Entwicklung der Methodik zur Bewertung der Datenvollständigkeit und die Methodik zur Bewertung der Qualität werden dargestellt. Die Methodik ist auf physikalisch-chemische und Gefährdungs-(Meta-)Daten zugeschnitten, kann aber mit geeigneten Kriterien auch zur Unterstützung der Modellierung oder […]

Plastikverschmutzung ist ein globales Problem, welches die Menschheit noch in mehr als 100 Jahren beschäftigen wird. Es gibt die sichtbare Verschmutzungen, z.B. Plastikfetzen in der Umwelt, die für viele Tiere zum Tode führen (weil sie das Plastik irrtümlich für Nahrung halten und es fressen oder weil sie sich in dem Plastikmüll verfangen). Ein jedoch für […]

Die Europäische Union hat zum Juni 2022 eine neue Definition für Nanomaterialien veröffentlicht. Diese soll künftig als Grundlage für Rechtsvorschriften verwendet werden. Zu finden sind die neuen Dokumente auf den Webseiten der EC. In der neuen „Nanodefinition“ bleiben die wesentlichen Komponenten wie die Herkunft oder der Größenbereich der Teilchen (1-100 nm) weitgehend unverändert, es werden […]

Die kleinsten Teilchen in der Materialforschung, die Nanopartikel, beschäftigen uns seit mehr als 20 Jahren intensiv, ihre Sicherheit für Mensch und Umwelt aufzuklären und weiter zu untersuchen. Jetzt geht die Entwicklung allerdings von „klein = nano“ zu „clever = advanced“, wie ein Beitrag internationaler Wissenschaftler diskutiert. Dabei ist es ein großer Vorteil, von den Entwicklungen […]

Die Europäische Kommission hat ein Verbot für den Farbstoff Titandioxid in Lebensmitteln erlassen. Titandioxid, das für einen schönen Glanz und strahlend weiße Farbe sorgt, kann möglicherweise das Erbgut schädigen. Für das Spotlight im Mai 2022 haben wir einen Review-Artikel aus 2022 ausgewählt, der sich mit der Risikobewertung von Titandioxid (E171) in Lebensmittelqualität und den daraus […]

Die Verwendung von Nanomaterialien im 3D Druck hat großes Potential. Aufgrund der Eigenschaften von nanoskaligen Materialien können viele Anforderung im 3D Druck umgesetzt werden. Diese einzigartigen, auf der Größe der Teilchen basierenden Eigenschaften führen jedoch auch dazu, dass neue Risikobewertungen vorgenommen werden müssen. Denn werden die Nanopartikel im Druckprozess oder anschließen aus dem fertigen Produkt […]

In den letzten Jahrzehnten ist die deutsche Forschung zu Nanomaterialien und neuen, innovativen Materialien weiträumig um Materialsicherheitsaspekte erweitert worden. Auch europäische Initiativen legen einen großen Wert darauf: Sowohl der Green Deal der Europäischen Union (EU) , als auch die Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit (CSS) zielen darauf ab, eine nachhaltige, klimaneutrale Wirtschaft mit nachhaltigen und sicheren Chemikalien […]

Die Grundlagen der Toxikologie werden immer wieder überdacht, das Vorgehen bei einer Risikobeurteilung daher ständig auf den Prüfstand gestellt, denn, so wird William Osler in dieser Publikation zitiert, “Medizin (Toxikologie) ist die Wissenschaft der Unsicherheit und die Kunst der Wahrscheinlichkeit“. In dieser aktuellen Arbeit hat das Team um Thomas Hartung (Johns-Hopkins University/Universität Konstanz) dargestellt, dass […]

Zum neuen Jahr stellen wir hier kein „klassisches“ Paper vor, sondern möchten auf ein Editorial hinweisen: Methoden, Modelle, Mechanismen und Metadaten: Einführung in die Nanotoxikologie-Sammlung bei F1000 Forschung. In diesem Leitartikel wird die F1000Research Nanotoxicology-Sammlung vorgestellt, in der Best Practices in Form von Original-Forschungsberichten, einschließlich No-Effect-Studien, Protokollen und Methodenpapieren, Softwareberichten und systematischen Übersichten gesammelt werden […]

Die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber verschiedenen Erregen von Pflanzenkrankheiten wird in der Landwirtschaft häufig mit verschiedenen Chemikalien („Dünger“) erhöht. Eine neue Richtung wird mit der Verwendung von Nanopartikeln eingeschlagen. Diese können auf die Pflanzen aufgesprüht werden. In der vorliegenden Studie wurde an der Modelpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis) untersucht, ob Siliziumdioxid Nanopartikeln (SiO2) die Widerstandsfähigkeit gegenüber Bakterien […]

Neue nanoskalige Materialien überraschen uns immer wieder mit außergewöhnlichen chemischen, elektrischen, optischen und zahlreichen anderen Eigenschaften. Einige nanoskalige Materialien haben jedoch ein anderes toxikologisches Profil als das gleiche Material in ihrer grobkörnigen Erscheinungsform. Da Sicherheitsfragen heute in der Regel erst kurz vor der Markteinführung eines Produkts geklärt werden, kann es vorkommen, dass Forschungsgelder vergeudet werden, […]

Die Anwendung von sogenannten „Nanopestiziden“ (siehe auch Querschnittstext Nanomaterialien in Pflanzenschutzmitteln) soll grundsätzlich zwei Vorteile haben: eine geringere Menge an Pestizid wird für die gleiche Agrarfläche benötigt und/oder die Wirksamkeit soll verbessert werden. Dies ist notwendig, um genügend Nahrungsmittel für eine immer noch wachsende Weltbevölkerung anzubauen. Allerdings könnten damit auch erhöhte Risiken für Mensch und […]

Eine der größten Herausforderungen der Menschheit ist es, unter den gegebenen Umständen von Klimaerwärmung, Bevölkerungswachstum und wachsender Vermüllung, sauberes Trinkwasser zu produzieren. Im September möchten wir Ihnen deshalb einen Übersichtsartikel vorstellen, der einen Lösungsansatz in der Verwendung von nanoskaligem Holz sieht. In dem in der Zeitschrift „Advanced Materials“ erschienenen Review „Advanced Nanowood Materials for the […]

Im August möchten wir ein Paper zum Thema FAIR data vorstellen. Das im Juni 2021 in Nature Nanotechnology veröffentlichte Paper fasst die Herausforderungen zusammen und gibt Empfehlungen für die effiziente Wiederverwendung von Nanosicherheitsdaten im Einklang mit den kürzlich aufgestellten FAIR-Leitprinzipien (findable, accessible, interoperable and reusable). Der Artikel fasst das Know-how über die Erfassung, Auffüllung und […]

Maschinelles Lernen, Künstliche Intelligenz, Big Data… Kennen Sie diese Begriffe? Es sind nicht nur Buzzwords, denn die Digitalisierung der Wissenschaft ist ein aufstrebendes Gebiet, das ständig wichtiger wird. Deshalb wollen wir Ihnen den Artikel “A Paradigm Change in Material’s Development” von J. Kimmig aus der Gruppe von U. Schubert, Jena vorstellen. In diesem Artikel werden […]

Advanced Materials, aber auch vor allem Nanomaterialien, werden genau untersucht, ob sie biologische Effekte auslösen, die für Mensch und Umwelt schädlich sein können, bevor diese in Produkten eingesetzt werden. Auch solche Materialien, wie z.B. Titandioxid, das seit mehr als 50 Jahren in unterschiedlichsten Produkten Verwendung findet, gehört dazu. Eine sehr wichtige biologische Reaktion auf „Fremdstoffe“ […]

Der neue Aktionsplan der Europäischen Kommission für eine Kreislaufwirtschaft Green Deal, die neue europäische Industriestrategie sowie die im Oktober 2020 vorgestellte Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit sind ehrgeizige Pläne, um eine nachhaltige, faire und inklusive Wirtschaft in der Europäischen Union zu erreichen. Diese Strategien verlangen, dass jedes neue Material oder Produkt nicht nur funktional und kosteneffizient, sondern […]

Im Februar 2021 erschien der Artikel „The invisible killer lurking in our consumer products“, in dem Nanopartikel als eine größere Gefahr als Corona beschrieben wurden [1]. „Die Verwendung von Nanomaterialien“ würde „nicht reguliert“ und „Nanomaterialien sind so klein, dass man sie nicht bestimmen kann, sobald sie Bestandteile eines Produktes sind“. Was ist nun dran an […]

Der Ausbruch von COVID 19 hat zu einem grundlegenden Umdenken bei den bisherigen Diagnose-, Behandlungs- und Präventionsmethoden geführt. Der Bedarf an verbesserten und effizienteren Konzepten ist global und dringend. Nanotechnologie steht schon lange an der Front der Innovationen und hat Fortschritte in vielen verschiedenen Disziplinen hervorgebracht. Könnte dieses interdisziplinäre Feld bei der Entwicklung umfassenderer Ansätze […]

Die COVID-19 Pandemie ruft die unterschiedlichsten Reaktionen bei uns Menschen hervor, so auch im Internet (z.B. https://www.springermedizin.de/covid-19/allergien-und-intoleranzreaktionen/schwere-allergische-reaktionen-nach-covid-19-impfung-mit-dem-imp/18696458) und in den sozialen Netzwerken. Ohne uns Verschwörungstheorien wie „5G-NanoChip im Covid-Impfstoff“ zu eigen machen zu wollen, sind Meldungen über „Nanopartikel im Impfstoff lösen Allergien aus“ durchaus Nachrichten, die man wissenschaftlich betrachten sollte. Der 5G-Chip, dessen Plan im […]

Im Januar stellen wir ein Paper vor, das im Nature Journal communications materials veröffentlich wurde. Der Fokus des Artikels liegt auf der Entwicklung einer neuen Detektionsmethode von Nanopolystyrol. Die Methode ermöglicht es nicht nur erstmalig Nanoplastik in der Umwelt nachzuweisen, sondern auch deren Anreicherung in Pflanzen und Tieren zu bestimmen. Nanoplastik, welches zahlreichen kommerziellen Produkten […]

Im Dezember möchten wir auf das small-Sonderheft: Überdenken der Nanosicherheit – Teil II aufmerksam machen. Im Spotlight Juli haben wir bereits den Teil I vorgestellt. Auch in dieser Sonderausgabe „Rethinking Nanosafety – Part II“ sind Forschungsarbeiten renommierter Wissenschaftler auf dem Gebiet der Nanosicherheitsforschung zu finden. Der erste Teil dieser Sonderausgaben erschien im Mai 2020, der […]

Im November möchten wir Sie auf eine Publikation hinweisen, in der die öffentlichen Wahrnehmung zur Sicherheit von Nanomaterialien in Österreich untersucht wird.

Darin wird u.a. gezeigt, dass zwar generell eher eine positive Einstellung zu Nanomaterialien vorherrscht, es aber aus verschiedenen Gesellschaftsgruppen durchaus unterschiedliche Meinungen zu Sicherheitsfragen gibt. Weitere Aufklärung scheint also notwendig.

Die Nanosicherheitsforschung ist auch Treiber für Innovationen, wie das Spotlight im Juli 2020 bereits ausgeführt hat. Und doch zeigt dieses Forschungsfeld, dass auch die Routine dazu gehört, wenn es darum geht, die sprichwörtliche «Nadel im Heuhaufen» zu suchen. In vielen Bereichen ist die Sicherheitsforschung Initiator neuer Methoden, so z.B. für die Suche von Nanopartikeln im Körper mittels […]

Im September möchten wir ein Paper des BMBF Projekts Fe-Nanosit vorstellen. Das Projekt beschäftigte sich mit dem Einsatz von Eisen-haltigen Nanomaterialien in der Grund- und Abwassersanierung. Eine übergreifende Bewertung und Abwägung von Nutzen und möglichen, aus der Anwendung entstehenden Umweltrisiken wird nun von den Projektpartnern in diesem Paper beschrieben.

Im August möchten wir ein Paper des BMBF Projekts nanoGRAVUR vorstellen. nanoGRAVUR beschäftigte sich 2015-2018 mit der Gruppierung nanostrukturierter Materialien hinsichtlich Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz und Risikominimierung. Dieser Ansatz wird nun von den Projektpartnern in diesem Paper beschrieben.

Nanosicherheit ist mehr als nur ein notwendiger Aspekt in der Nanomaterialforschung und Regulierung. Dieser Forschungsbereich hat auch großes Potential, neue Innovationen voranzutreiben. Genau diesen Blickwinkel greift die Sonderausgabe Rethinking Nanosafety: Harnessing Progress and Driving Innovation“ von Chen et al. 2020 auf.   Der Artikel illustriert, dass gerade im Bereich der Biologie und Nanomedizin die Sicherheitsbetrachtung dazu beitragen […]