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Nanomaterialien

Die Nanotechnologie beinhaltet die gezielte Herstellung, Untersuchung und Anwendung von kleinsten Strukturen und Materialien. Diese Technologie macht sich Effekte zunutze, welche bei stetiger Verringerung der Strukturgröße auftreten, wie:

Massive Zunahme der massen- oder volumenbezogenen Oberfläche dieser Strukturen
Mögliche Veränderung von Materialeigenschaften und -verhalten gegenüber dem Ursprungsmaterial

Besonders ausgeprägt treten diese Effekte bei Strukturgrößen unter ungefähr 100 Nanometern auf. Ein Nanometer (nm) entspricht einem Milliardstel Meter und damit ungefähr dem Zehnfachen der Größe einzelner Atome. Nach gängiger Definition umfasst der Nanomaßstab den Größenbereich von 1 - 100 Nanometern. Strukturen dieser Größe sind nanoskalig.

Die Nanotechnologie wird als eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts bezeichnet. Bereits heute basieren viele Alltagsprodukte wie Kosmetika, Lacke oder Textilien auf dem Einsatz von Nanotechnologie oder sie beinhalten Nanomaterialien, wie Siliciumdioxid, Silber oder Aluminiumoxid in der Nanoform. Faserförmige Nanomaterialien, wie z. B. Carbonanotubes (CNT) können in Faserverbundwerkstoffen oder zur Modifikation der Elektroden in Lithiumionenbatterien eingesetzt werden.

Aufgrund ihrer extrem geringen Größe weisen Nanopartikel bezogen auf ihre Masse eine sehr große Oberfläche und hohe Beweglichkeit auf. Dies befähigt sie, ausgeprägt mit ihrer Umgebung zu reagieren.

In Tierversuchen wurden Entzündungsreaktionen im Bereich der Atemwege und der Lungenbläschen durch Nanopartikel dokumentiert. Zudem sind tierexperimentell auch Lungenfibrosen (Bindegewebsvermehrung der Lunge) nach Exposition gegenüber Nanopartikeln gezeigt worden.

Auf Grundlage ihrer stoffspezifischen Toxizität, der Gestalt und Struktur sowie der Biobeständigkeit lassen sich Nanomaterialien bei der Gefährdungsbeurteilung wie folgt einteilen (siehe TRGS 527):

Gruppe 1: Lösliche Nanomaterialien,
Gruppe 2: Biobeständige Nanomaterialien mit stoffspezifischer Toxizität,
Gruppe 3: Biobeständige Nanomaterialien ohne stoffspezifische Toxizität (GBS-Nanomaterialien),
Gruppe 4: Biobeständige faserförmige Nanomaterialien.

Bestimmte biobeständige faserförmige Nanomaterialien der Gruppe 4 haben strukturelle Ähnlichkeiten mit anderen faserförmigen Stäuben wie beispielsweise Asbest. Aufgrund der Fasergeometrie und der Biopersistenz wurden Bedenken geäußert, dass CNT (Carbonanotubes) ähnliche Wirkungen wie Asbest nach sich ziehen könnten. In tierexperimentelle Untersuchungen in die Bauchhöhle eingebrachte Nanoröhrchen haben entzündliche Veränderungen in ähnlicher Art wie Asbest und in einem Experiment bei Mäusen Mesotheliome - bösartige Tumoren im Bauchfell - verursacht.

siehe Anhang XVII der REACH-Verordnung

TRGS 527 "Tätigkeiten mit Nanomaterialien"
DGUV Information 213-021 "Nanomaterialien am Arbeitsplatz"
DGUV Information 213-853 "Nanomaterialien im Labor"
DGUV Nanoportal (zurzeit offline)
Nano-Portal: Safe Handling of Nanomaterials | Safety and health at work EU-OSHA (europa.eu)