Spotlight November 2021: Sichere Materialien von Anfang an – Safe-by-Design in der Materialforschung betrachtet

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, wenn spät erkannte Sicherheitsfragen einem Markteintritt entgegenstehen. In diesem Monat möchten wir hierzu ein zweiteiliges Forschungspapier vorstellen. Darin wird eine Safe-by-Design (SbD)-Strategie vorgeschlagen, mit der die Funktionalität innovativer Materialien mit der Sicherheit für Mensch und Umwelt verknüpft werden kann, so dass Innovatoren potenzielle Sicherheitsprobleme bereits in den frühen Phasen des Innovationsprozesses erkennen können und so das volle wirtschaftliche Potenzial innovativer nanoskaliger Materialien besser ausgeschöpft wird.

Die SbD-Strategie zielt darauf ab, Unsicherheiten in der Materialforschung zu reduzieren und die Sicherheit für Mensch und Umwelt zu erhöhen. Darüber hinaus gewährleistet die vorgeschlagene Strategie die Erhebung sicherheitsrelevanter Daten während des gesamten Entwicklungsprozesses unter Einhaltung der rechtlichen Anforderungen und sorgt für eine transparente Kommunikation der Risiken bereits in einer frühen Phase des Innovationsprozesses. Die Autoren modifizieren das Cooper’s Stage-Gate-Modell – eine Projektmanagementtechnik, die normalerweise für die Produktentwicklung verwendet wird – indem sie neue entscheidende Parameter für die Entscheidungsfindung während des Innovationsprozesses einbeziehen. Darüber hinaus bieten die Autor:innen einen umfassenden Überblick über die Informationen, die für das Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Funktionalität erforderlich sind und veranschaulichen die Anwendbarkeit der SbD-Strategie anhand einer Fallstudie zu transparenten leitfähigen Folien auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren. Während sich der zweite Teil des Papiers auf die Anwendbarkeit von SbD konzentriert, bietet der erste Teil eine Reihe von Fragen, um zu ermitteln, welche Art von Informationen erforderlich ist, um Risiken für die Umwelt und den Menschen zu bewerten und zu verringern. Diese Fragen ermöglichen es den Erfinder:innen, sicherere Alternativen zu finden, zu priorisieren und auszuwählen.

Original Publikationen:

Tavernaro, I., Dekkers, S., Soeteman-Hernández, L. G., Herbeck-Engel, P., Noorlander, C., and Kraegeloh, A. 2021. Safe-by-design part II: a strategy for balancing safety and functionality in the different stages of the innovation process. NanoImpact, 24, 100354. DOI: 10.1016/j.impact.2021.100354

Dekkers, S., Wijnhoven, S. W., Braakhuis, H. M., Soeteman-Hernandez, L. G., Sips, A. J., Tavernaro, I., Kraegeloh, A., and Noorlander, C. W. 2020. Safe-by-Design part I: Proposal for nanospecific human health safety aspects needed along the innovation process. NanoImpact, 18, 100227. DOI: 10.1016/j.impact.2020.100227