Nano in Kürze

Nanomaterialien sind heute in unterschiedlichen Anwendungen auf dem Markt. Durch synthetische Nanomaterialien, Nano-Beschichtungen oder Nanostrukturen erhalten Produkte spezielle Eigenschaften.  

Die Nanotechnologie und die besonderen Eigenschaften der Nanomaterialien ermöglichen die Entwicklung neuer Produkte, die in vielen Bereichen genutzt werden können. Oberflächen werden durch Nanomaterialien kratzfester, schmutz- und wasserabweisend oder antibakteriell - Kunststoffe werden leichter und widerstandsfähiger. Oberflächenstrukturen und –beschichtungen lassen Wasser abperlen und ermöglichen, dass Oberflächen elektrisch leitend werden.

Zahlreiche Lebensmittel enthalten natürliche Nanomaterialien (z.B. Kasein in der Milch). Bislang befinden sich jedoch nur einige  wenige nano-haltige (nanoskalige) Lebensmittel oder Lebensmittelzusatzstoffe auf dem Schweizer Markt. Es handelt sich dabei unter anderem um Siliziumdioxid (Trennmittel), Carotinoide (Farbstoffe oder ernährungsphysiologisch nützlicher Stoff) sowie Micellen (Kapseln für Vitamine, Aromen, Coenzym Q10 etc.). Diese sind keine neuartigen Nanomaterialien, sondern vielmehr Produkte, die seit vielen Jahren hergestellt und sicher verwendet werden.

In einigen Sonnenschutzmitteln mit hohem Lichtschutzfaktor wird beschichtetes nanoskaliges Titandioxid als UV-Filter verwendet. Nano-Titandioxid gehört zu den meist untersuchten Nanomaterialien. Verschiedene Studien zeigen, dass nanoskaliges Titandioxid durch die gesunde Haut nicht in den Körper eindringt.

Bei den Verpackungen sind heute Verbundfolien und PET-Flaschen mit einer nanotechnologisch optimierten Barriereeigenschaft  gegen Gase und Aromastoffe auf dem Markt. Dabei werden nanoskalige Tonplättchen oder Siliziumdioxid verwendet.

Bei Erosionsvorgängen, Vulkanausbrüchen und Waldbränden werden auch Nanomaterialien gebildet und freigesetzt. Durch Verbrennungsprozesse gelangen ultrafeine Partikel in die Umwelt. Amorphes Siliziumdioxid, Russ und Asche gehören zu den wichtigen Vertretern natürlicher vorkommender Nanomaterialien.

Bei Produktionsverfahren können als Nebenprodukte Nanomaterialien anfallen. Zu den mengenmässig bedeutendsten synthetischen Nanomaterialien gehören Carbon Black (industriell hergestellter Russ), Siliziumdiozid, Kalziumcarbonat und Titandioxid.  

Der Begriff «Nano» wird heute nicht einheitlich verwendet:

• Nanomaterialien können in Produkten in freier, in locker zusammengeballter (agglomeriert) oder in fester, miteinander  verbundener (aggregiert) Form enthalten sein. 
• Als «Nano» bezeichnete Produkte können frei sein von Nanomaterialien und erst bei ihrer Anwendung eine Beschichtung  bilden, deren Dicke im Nanobereich liegt. 
• Nanomaterialien können in einen stabilen Gegenstand (z.B. Kunststoff) eingebunden sein oder an dessen Oberfläche haften.
• Gegenstände können auch lediglich nanoskalige Oberflächenstrukturen besitzen.  

Neuartige Materialien (Advanced Materials)

Die Europäische Kommission hat 2013 die neuartigen Materialien wie folgt beschrieben: «Ein fortschrittliches Material ist jedes Material, das durch die präzise Kontrolle seiner Zusammensetzung und inneren Struktur eine Reihe aussergewöhnlicher Eigenschaften (mechanisch, elektrisch, optisch, magnetisch, etc.) oder Funktionalitäten (selbstreparierend, formverändernd, dekontaminierend, usw.) aufweist, die es vom Rest des Materialuniversums unterscheiden». Nanomaterialien fallen unter den Sammelbegriff neuartige Materialien (advanced materials), wenn sie Eigenschaften aufweisen, die sie vorher nicht hatten.

Die OECD Working Party on Manufactured Nanomaterials (WPMN) versucht in Zusammenarbeit mit einzelnen Ländern eine Beschreibung von neuartigen Materialien zu schaffen. Unter anderem dient dazu der Bericht des Deutschen Umweltbundesamtes (UBA). In diesem Bericht wird eine mögliche Einteilung dieser neuartigen Materialien in verschiedene Klassen diskutiert. Die daraus entwickelten Faktenblätter geben einen kurzen Überblick über die charakteristischen Eigenschaften der identifizierten neuartigen Materialien, ihre Anwendungsbereiche und ihre potenziellen Risiken sowie zu ihrem regulatorischen Status.

Anwendungsbeispiel von neuartigen Materialien: Beim dreidimensionalen Druck (3D Druck) werden zum Beispiel Nanomaterialien als sogenannte neuartige Materialien als Rohmaterial verwendet. Dabei entsteht ein Produkt, welches leichter und kostengünstiger wird, weil mit weniger Material gedruckt/produziert werden kann.

Datenbanken, Produktelisten und Marktstudien

Verschiedenen Datenbanken, Produktelisten und Studien listen auf, in welchen Produkten Nanomaterialien verwendet werden. Auch Informationen zur Toxizität der Nanomaterialien sind in Datenbanken verfügbar. Weitere Informationen finden Sie unter «Links».

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Links

Datenbanken

Wissensplattform DaNa

Daten und Erkenntnisse zu Nanomaterialien, herausgegeben durch das Karlsruher Institut für Technologie. Die Datenbank enthält Informationen zu Produkten und Anwendungen von Nanomaterialien und deren Toxizität.

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Links

Allgemeine Informationen - ECHA (europa.eu)

Die Beobachtungsstelle der Europäischen Union für Nanomaterialien (EUON) bietet Informationen über Nanomaterialein auf dem EU –Markt.

Advanced materials | European Commission (europa.eu)

Warum die EU diesen Bereich unterstützt, Nachhaltigkeit durch Design, verantwortungsvolle Entwicklung von Nanotechnologien, relevante Dokumente und Links.

Advanced materials: Overview of the field and screening criteria for relevance assessment | Umweltbundesamt

Novel materials should be safe and sustainable | Umweltbundesamt

Letzte Änderung 11.05.2022