Nanotechnologie – neue Chancen, neue Risiken

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Nano leitet sich von dem griechischen Wort für Zwerg (nánnos) ab und ist die Vorsilbe für eine Maßeinheit (Nanometer, nm), die ein Millionstel von einem Millimeter beträgt. Zum Vergleich: ein einzelnes menschliches Haar ist ungefähr 80.000 nm breit. Der Sammelbegriff "Nanotechnologie" umfasst eine vielfältige Auswahl an Technologien, die sich der Erforschung, Bearbeitung und Produktion von Gegenständen und Strukturen widmen, die in mindestens einer Dimension kleiner als 100 nm sind.

Anwendung

Nanotechnologische Erkenntnisse und Verfahren eröffnen zahlreiche neue Möglichkeiten in  Anwendungsbereichen wie z.B. der Medizintechnik, der chemischen Industrie oder der Informations- und Kommunikationstechnik und sind die Grundlage für große Zukunftsvisionen. Obwohl sich ein großer Teil der Nanotechnologie noch in der frühen Entwicklung befindet, werden Nanopartikel schon seit Jahren in Kosmetika, Textilien, Reinigungsprodukten, Filtern, Farben und Oberfächenversiegelungen angewendet.

 

Ein bekanntes Beispiel ist die Beschichtung von Fensterglas mit Titanoxid-Nanopartikeln, welche mit Hilfe von Sonnenlicht Schmutz zerlegen können. Wenn Wasser auf dieses beschichtete Glas auftrifft, perlt es nicht ab, sondern fließt ebenmäßig ab und nimmt dabei zerlegten Schmutz mit.

Mögliche Risiken

Trotz aller Euphorie muss man feststellen, dass die möglichen Gefahren und Risiken für die menschliche Gesundheit und die Umwelt, die mit dieser neuen Technologie verbunden sind, noch weitgehend unerforscht sind. Nanomaterialien sind definitionsgemäß kleiner als 100 nm, woraus ein sehr großes Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnis resultiert. Dadurch ergeben sich für viele Stoffe völlig neue physikalische und chemische Eigenschaften und eine erhöhte Reaktivität. Mit anderen Worten, toxikologische Bewertungen von Stoffen lassen keine Rückschlüsse auf deren "Verwandte auf der Nanometer-Skala" zu.

Gesetzgebung

Aus regulatorischer Sicht besteht dringender Handlungsbedarf: Die gesetzlichen Regelungen müssen adaptiert werden, damit sie die neuen Anforderungen durch die Nanotechnologie ausreichend abdecken können. Denn Nanomaterialien stellen das Paradigma der Toxikologie "Allein die Dosis macht die Wirkung" (Paracelsus) in Frage, da die Wirkung von Nanomaterialien mehr von der Anzahl der Partikel bzw. der Gesamtoberfläche aller Partikel bestimmt wird, als von der Dosis selbst.

Effekte auf Mensch und Umwelt

Die möglichen gesundheits- und umweltschädlichen Effekte von Nanomaterialien sind abhängig von deren Größe, Form, Oberfläche (z.B. Ladung) und der chemischen Zusammensetzung. Viele Fragen bezüglich der Aufnahme, Verteilung, Umwandlung und Ausscheidung im menschlichen Körper sind noch offen. Es gibt aber Berichte, nach denen manche Nanopartikel die Fähigkeit besitzen, durch Biomembranen zu gelangen, Nervenfasern entlang zu wandern und sogar die Blut-Hirn-Schranke zu durchdringen.

 

Die schädlichen Wirkungen von Nanopartikeln im Körper wurden bisher in erster Linie auf die Auslösung von oxidativem Stress und darauffolgende Entzündungen zurückgeführt. Ein besonders wichtiger Aspekt für die Risikobewertung wäre aber auch die Abklärung der Abbaubarkeit und Anreicherung von Nanopartikeln in Mensch und Umwelt.

Testmethoden

Die zur Zeit verwendeten Testmethoden zur Feststellung schädlicher Wirkung auf Mensch und Umwelt können teilweise auch für die Untersuchung von Nanomateralien eingesetzt werden, wobei manche der bestehenden Tests entsprechend angepasst bzw. für gewisse Fragestellungen neu entwickelt werden müssen.

 

Zur Routine-Messung von physikalischen und chemischen Eigenschaften von Nanopartikeln müssen hingegen passende Methoden erst entwickelt werden. Weiters müssen für Routine-Expositionsmessungen (z.B. am Arbeitsplatz, in der Umwelt) - als Grundlage für eine Abschätzung des Risikos und des Einsatzes von risikoreduzierenden Maßnahmen - Geräte entwickelt werden.

Zusammenfassung

Die Schaffung von gesetzlichen und methodischen Grundlagen zur Abschätzung der langfristigen Folgewirkungen der Nanotechnologie auf Mensch und Umwelt ist die Voraussetzung, um einen sicheren Umgang mit Nanomaterialien und den dadurch eröffneten Vorzügen zu ermöglichen.

Infobox

Links

Broschüre: Nanotechnologie – was hat das mit mir zu tun?

Nano-Informationsportal

Weiteres

Studie: Exposure to nanomaterials in consumer products

Forschung durch Jugendliche

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