Nanopartikel – kleine Krankmacher? Drucken E-Mail
Geschrieben von: Carolin Mann   

Ob in Sonnencreme, Funktionswäsche, Wandfarbe oder Putzmittel – Nanotechnik steckt heute bereits in vielen Produkten. Mit bloßem Auge nicht zu erkennen, umgeben uns die Winzlinge längst im Alltag. Doch wie steht es um ihre Sicherheit?

Nanotechnologie gilt als Schlüsseltechnologie der Zukunft. Dabei scheinen die Nanopartikel zunächst unspektakulär, weil unsichtbar. Doch noch ist über mögliche Gefahren zu wenig bekannt. So praktisch und innovativ diese Miniteilchen also sind, sie bergen wahrscheinlich auch Risiken für Mensch und Umwelt.

In Autolacken bewirken Nanopartikel eine widerstandsfähigere Oberfläche.

In Autolacken bewirken Nanopartikel eine widerstandsfähigere Oberfläche.

Bild: Onkel Wart, CC-BY-NC-SA

Diverse Branchen nutzen die Nanotechnologie bereits: Neben Medizin und Kosmetik sind Nanopartikel vor allem für den Automobilbau, die Umwelttechnik und die Elektrotechnik interessant. Was die Partikel für die Industrie attraktiv macht, sind ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften: Da sich die Materialeigenschaften im Nanomaßstab verändern, haben die Winzlinge andere Fähigkeiten als größere Teilchen desselben Stoffes. Gerade aufgrund ihrer Minimaße – die Teilchen müssen kleiner als 100 Nanometer sein, um als Nanopartikel zu gelten – sind sie hochwirksam, denn viele Vorgänge laufen im Nanokosmos schneller und effektiver ab. Im Vergleich zum Rauminhalt haben Nanopartikel eine sehr große Oberfläche, so dass vermehrt Wechselwirkungen und Reaktionen mit der Umgebung möglich sind.

Trotz der Bandbreite beim Einsatz gibt es aber auch nanofreie Bereiche. Nahrungsmittel mit Nanotechnik etwa sind bislang in Deutschland und dem EU-Gebiet nicht zu finden, wie Dr. Sieglinde Stähle vom Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde e.V. in Berlin versichert. Sollten Nanoteilchen als Inhaltsstoffe in Nahrungsmittel aber zu einem Thema werden, bedarf es dafür einer ausdrücklichen behördlichen Genehmigung und einer eingehenden Prüfung der Anwendungen. „Bis dahin findet keine Vermarktung von Lebensmitteln mit neuartigen nanotechnologischen Zutaten statt“, so Stähle.

Was ist Nanotechnologie?

Nanotechnik meint wörtlich die Zwergentechnik,  (griech. „nanos“ für „Zwerg“) und beschäftigt sich mit winzigen Bauteilen. Die maßgebende Einheit eines Nanometers steht für einen Milliardstel Meter oder 0,000000001 Meter.

Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist im Durchmesser schon 500-mal größer als ein Nanometer. Nanopartikel sind also mit bloßem Auge nicht erkennbar, so dass der Mensch nur mit Hilfe spezieller Instrumente, Sonden, Elektronenmikroskope und Laser-Pinzetten im Nanokosmos arbeiten kann.

Nanoteilchen gibt es in Form von Stäbchen, Plättchen oder auch als Kugel. In Bereichen der Biologie, Physik und Chemie kommen sie schon schon lange vor - nämlich direkt in der Natur. Die Erbsubstanz DNA hat beispielsweise einen Durchmesser von etwa 2 Nanometern.

Drei Billionen Euro

In Deutschland befassen sich inzwischen rund 800 Unternehmen mit Nanomaterialien – forschend, produzierend oder in der praktischen Anwendung auf ein konkretes Produkt. Die Nanotechnologie ist somit zu einem wichtigen Bestandteil der Wirtschaft geworden, und ihre Bedeutung wächst noch. Im Jahr 2007 wurden  in Deutschland rund 33 Milliarden Euro Umsatz mit Nanoprodukten gemacht. Außerdem wird der Bereich der Nanotechnologie stark gefördert: im Jahr 2009 mit knapp 440 Millionen Euro. Für 2015 rechnen Experten gar mit einem Weltmarktvolumen von drei Billionen Euro im Bereich der Nanotechnologie.

Wegen dieser Reichweite gilt die Nanotechnologie schon als die technische Revolution des 21. Jahrhunderts. Weltweit investieren Unternehmen in Milliardenhöhe, forschen, entwickeln und bringen mehr und mehr Produkte auf den Markt, in denen die vielsprechenden Winzlinge stecken. Doch das Wissen um mögliche Gefahren hinkt dem technischen Fortschritt hinterher.

Um das Risiko abzuschätzen, erforschen Nanoexperten derzeit intensiv, ob und wie die Partikel in den menschlichen Körper oder die Umwelt gelangen können. Durch den vermehrten Einsatz in Alltagsprodukten könnten die Winzlinge auch freigesetzt werden, so dass sie nicht nur direkt, sondern auch über Umwege den Weg in den menschlichen Körper finden könnten – Nanoteilchen sind immerhin kleiner als Feinstaub. Doch die Erforschung dieser möglichen Gefahren gestaltet sich schwierig. Es ist nicht einmal eindeutig klar, welche Firma mit welchem Material arbeitet.

Nicht immer unbedenklich

Nanoteilchen in Sonnencremes sind unbedenklich und machen beispielsweise Sonnensprays durchsichtig.

Nanoteilchen in Sonnencremes sind unbedenklich und machen beispielsweise Sonnensprays durchsichtig.

Bild: Joe Shlabotnik CC-BY

Nanoteilchen, die in Sonnenschutzmitteln vorkommen, scheinen zumindest unbedenklich zu sein. Tilman Butz, Koordinator des EU-Projekts „Nanoderm“ hat Titandioxid-Partikel über 20 Nanometern untersucht, um festzustellen, ob sie durch die Haut in den Körper gelangen können. „Das Ergebnis war bei gesunder Haut negativ“, so Butz. „Die ultrafeinen Teilchen durchdringen die Hornhaut nicht.“

Andere Studien zeigten aber auch, dass nicht alle Nanoteilchen so unbedenklich sind. Wissenschaftler konnten nachweisen, dass sich winzige Kohlenstoff-Nanoröhrchen im Lungengewebe absetzen können. Diese Nanoröhren, die in der Struktur Asbestfasern ähneln, beschädigten in der Studie die Lungenaußenwand von Mäusen, nachdem die Tiere einem Luftgemisch mit den Kohlenstoffröhrchen ausgesetzt waren. Interessant könnten solche Kohlenstoff-Teilchen etwa für die Computertechnologie sein, da sie extrem stabil und zudem elektrisch leitfähig sind. Doch bevor man diese Nanotechnik tatsächlich in Produkten verbaut, muss die Frage der Sicherheit geklärt sein.

In vielen Bereichen ist die Lage also bisher unklar: Was, wenn sich Partikel von Gegenständen ablösen und eventuell mit einem anderen Stoff reagieren? Wohin gelangen die antibakteriell wirkenden Silberpartikel aus der Kleidung beim Waschen? Wirken sie in der Kläranlage auch gegen Bakterien und bringen so die Bakterienkulturen durcheinander? In welchen Pflanzen und Tieren lagern sie sich ab? Auf diese Fragen gibt es bisher keine Antwort.

Laut einer aktuellen Studie des Bundesinstitutes für Risikobewertung sieht die Bevölkerung die Nanotechnik bislang positiv. Doch die Studie zeigt auch, dass viele Bürger gar nicht wirklich wissen, was Nanotechnik genau ist. Viele können sich unter Nanotechnologie schlicht nichts vorstellen. Die Teilchen sind wegen ihrer Winzigkeit nicht sichtbar, somit sind alle damit verbundenen Produkte nur schwer vorstellbar.

Kennzeichnung fehlt

Deshalb bemüht sich das Bundesumweltministerium (BMU) darum, Antworten zu möglichen Risiken zu finden, um aufklären zu können. Gemeinsam mit anderen Bundesressorts und Stakeholdern aus Wissenschaft, Wirtschaft und verschiedenen Verbänden entstand bereits 2005 der „BMU-NanoDialog“, um die Auswirkungen der Nanotechnologie zu klären. Im Herbst 2009 gab er eine erste Risikoeinschätzung heraus – mit der Empfehlung, Produkte mit Nanotechnologie so lange zu meiden, bis die Wirkungen auf den menschlichen Körper und die Umwelt konkret geklärt seien.

Doch solch eine Empfehlung verunsichert und ist überdies schwer umzusetzen, denn bislang fehlt eine Kennzeichnungspflicht für Nano-Inhaltsstoffe. Nur die Kosmetikverordnung der EU schreibt vor, dass von 2012 an verwendetes Nanomaterial auf der Packung angegeben sein muss. Umweltbundesamt fordert daher eine eindeutige Kennzeichnungspflicht für alle Produkte, da nur so jeder frei entscheiden kann, ob er die Technologie des neuen Jahrzehnts kauft oder nicht.

Wo kommt Nanotechnik zum Einsatz?

Automobilbranche: Nanoteilchen in Autolacken machen Oberflächen robuster und weniger schmutzanfällig. Eingearbeitetes Silizium im Reifen erhöht die Stabilität, der Rollwiderstand beim Fahren sinkt, und Kraftstoff wird gespart. Nanotechnisch optimierte Kunststoffe sind leichter, und weniger Gewicht bedeutet einen geringeren Kraftstoffverbrauch.

Haushalt: Nanotechnologie in Wandfarbe macht Oberflächen schmutzabweisend. Spezielle Sprays verhindern an Fensterscheiben durch einen Nanofilm lästige Wasserränder.

Kleidung: Silberpartikel wirken antibakteriell und kommen bei Sportbekleidung und Socken zum Einsatz: Trotz Schwitzen entsteht so kein Schweißgeruch.

Kosmetik: In Sonnencreme ist das Pigment Titandioxid enthalten. In Nanogröße sind diese Partikel transparent, nur knapp 20 Nanometer klein und wehren das gefährliche UV-Licht ab. Je kleiner die Partikel sind, desto dichter bedecken sie die Haut und schützen wie ein Panzer vor der Sonne. Aufgrund der Minimaße sind sie für das sichtbare Licht durchlässig, die Creme wird durchsichtig.

Siehe auch: Nanoteilchen in der Lunge und Künstliche Photosynthese

 

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