Angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel, begrenzter Ressourcen, zunehmender Urbanisierung und tiefgreifender industrieller Veränderungen rückt die Materialforschung immer stärker in den Mittelpunkt. Innovative Werkstoffe bilden die Basis für Schlüssel- und Zukunftstechnologien und leisten einen entscheidenden Beitrag zur Sicherung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands.
Mit der Material-Hub-Initiative „MaterialNeutral – Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ bündelt das BMFTR Forschungs- und Entwicklungs-Vorhaben, Transfer- und Vernetzungsprojekte in einem Förderinstrument:
Quelle: Projektträger Jülich
Das BMFTR fördert Forschungsverbünde in seinem Materialforschungsprogramm Mat2Twin: Materialinnovationen für die Transformation von Wirtschaft und Gesellschaft.
Mit diesem Programm will das BMFTR einen Beitrag zur Sicherung und zum Ausbau der technologischen Kompetenzen in der Materialforschung und Werkstoffentwicklung leisten.
Ziel des neuen Materialforschungsprogramms ist der Aufbau robuster Wertschöpfungsnetzwerke für innovative Werkstoffe, die kreislauffähig sind und somit zur nachhaltigen Ressourcennutzung beitragen. Mat2Twin ist in das Rahmenprogramm "Forschung und Innovation für technologische Souveränität" (FITS2030) eingebettet.
Technologietransfer soll eine schnellere Umsetzung von Ergebnissen der Forschung in marktfähige Produkte ermöglichen.
Weitere Informationen und Broschüren zu Förderprogrammen des BMBF/BMFTR zum Download finden Sie in unserer Rubrik Service: https://materialneutral.info/service/
MANTRA liefert Daten zur Sicherheit und Nachhaltigkeit innovativer Materialien Vernetzung, Öffentlichkeitsarbeit, Industrie- und Praxistransfer MANTRA ist ein wissenschaftliches Kommunikationsprojekt und das Begleitvorhaben zur Material-Hub-Initiative MaterialNeutral – einer Initiative des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) Die Material-Hub-Initiative „MaterialNeutral – Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ strebt missionsorientierte Materialinnovationen für drängende gesellschaftliche sowie industrierelevante Fragen an. Diese sollen […]
Hier finden Sie die Materialien und Informationen aus den Workshops zu den Themen Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Materialsicherheit. Workshops fördern Synergien durch gemeinsame Aktivitäten und intensivieren die Vernetzung zwischen den Projekten. Sie dienen der Vertiefung der gemeinsamen Arbeiten innerhalb der MaterialNeutral-Initiative. Die Inhalte stehen den Projektbeteiligten der MaterialNeutral-Initiative zur Verfügung.
Es gibt keinen Textauszug, da dies ein geschützter Beitrag ist.
Die Digitalisierung in der Materialwissenschaft ermöglicht die Entwicklung innovativer Materialien durch präzise Simulationen und datenbasierte Optimierungen. Dadurch können effizientere, nachhaltigere Lösungen für verschiedene Industrien realisiert werden.
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Wir nehmen den Schutz Ihrer persönlichen Daten sehr ernst. Mit den nachfolgenden Informationen geben wir Ihnen einen Überblick über die Verarbeitung Ihrer personenbezogenen Daten im Zusammenhang mit dieser Webseite sowie über Ihre Rechte aus dem Datenschutzrecht. Personenbezogene Daten sind nach Art. 4 Nr. 1 der EU-Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) alle Informationen, die sich auf eine identifizierte oder […]
Das KIT hostet als Projektpartner des Forschungsprojektes MANTRA diese Webseite. Ansprechpartner des Projekts und verantwortlich für den Inhalt ist der Koordinator: Dr. Alexis Bazzanella, DECHEMA e.V. Anfragen zum Inhalt: E-Mail: dialog@materialneutral.info Forschungspartner in dem oben genannten Projekt sind: DECHEMA (Koordinator) KIT UFZ TU Berlin Anbieter: Diensteanbieter im Sinne von §5 Telemediengesetz (TMG) und §55 […]
Nachhaltigkeit ist eine großartige Möglichkeit, die Welt um uns herum für zukünftige Generationen zu schützen.
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Angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel, begrenzter Ressourcen, zunehmender Urbanisierung und tiefgreifender industrieller Veränderungen rückt die Materialforschung immer stärker in den Mittelpunkt. Innovative Werkstoffe bilden die Basis für Schlüssel- und Zukunftstechnologien und leisten einen entscheidenden Beitrag zur Sicherung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands. Mit der Material-Hub-Initiative „MaterialNeutral – Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ bündelt das BMFTR Forschungs- und […]
MANTRA Herzlich willkommen auf der Internet-Seite vom Forschungs-Projekt MANTRA. Auf dieser Seite von MANTRA finden Sie Informationen in Leichter Sprache. MANTRA ist eine Abkürzung. Das steht für: Daten zu innovativen Materialien für Nachhaltigkeit und Transfer Wer ist MANTRA? MANTRA ist eine Gruppe von Forscherinnen und Forschern. Sie arbeiten bei Universitäten oder bei […]
Wenn Sie Fragen oder Anliegen haben, nutzen Sie gerne das Kontaktformular. Oder schreiben Sie uns eine E-Mail: dialog@materialneutral.info NEHMEN SIE MIT UNS KONTAKT AUF Unser TEAM
Unsere Rubrik Service bietet Dokumente zum Download und Links zu Webseiten von Verbünden zu den Themen Katalyse, Membranen, Nachhaltigkeit, Batterieforschung, Nanotechnologien und innovative Materialien. Dokumente LINKS Asien Dänemark Deutschland EU Großbritannien Kanada Österreich Schweden Schweiz USA Alle
Wenn neue Chemikalien oder Materialien entwickelt werden, besteht hinsichtlich ihrer biologischen Effekte und möglichen gesundheitlichen Auswirkungen Bedarf an neuem Wissen. Denn bevor diese neuen Materialien in verschiedenen Anwendungen auf den Markt kommen, müssen sie entsprechend der gesetzlichen Vorgaben zu möglichen Gefährdungspotenzialen bewertet werden. Hierfür gibt es die Chemikalien-, Arzneimittel-, Lebensmittel-, Kosmetik– und Waschmittel-Verordnung sowie eine […]
Um Nachhaltigkeit zu messen, nutzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sog. Nachhaltigkeitsindikatoren. Diese Nachhaltigkeitsindikatoren sind Instrumente mit deren Hilfe Entwicklungen, Prozesse oder Produkte hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit messbar gemacht werden sollen. Mit Hilfe dieser Indikatoren lassen sich soziale, wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen menschlichen Handelns analysieren, verbessern und nachverfolgen. Sie betreffen damit viele Bereiche unseres Lebens und werden je […]
Die Material-Hub-Initiative „MaterialNeutral – Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ des BMFTR ist in mehrere Module unterteilt, die jeweils unterschiedliche Schwerpunkte adressieren. Modul 1 Materialien für die Prozesseffizienz In Modul 1 (2024 – 2027) fördert das BMFTR die Entwicklung innovativer Katalysator- und Membran-Materialien.Deren neuartiger oder optimierter Einsatz soll energie- und CO2-reiche Prozesse effizienter und nachhaltiger gestalten. © […]
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Hier finden Sie Informationen zu Katalyse- und Membran-Materialien und zu weiteren innovativen Materialien. Zu jedem Material geben wir einen Überblick und gehen dann ins Detail bis zur verwendeten Literaturquelle. Wir gehen auf folgende Aspekte ein: Welche Eigenschaften hat das Material? Wie kann der Mensch damit in Kontakt kommen? Gibt es eine Freisetzung in die Umwelt? […]
Projektbeteiligte aus Forschung und Industrie treffen sich zu Statuskonferenzen, um ihre Ergebnisse aus den Projekten der Material-Hub-Initiative „MaterialNeutral – Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen“ des BMFTR zu präsentieren.
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Biokatalyse: Revolution in der nachhaltigen Chemie Katalyse ist der Vorgang, bei dem eine chemische Reaktion schneller, energiegünstiger bzw. in eine bevorzugte Richtung abläuft (siehe dazu unter Grundlagen Was ist eigentlich Katalyse?). Eine Besonderheit stellt die Biokatalyse dar. Isolierte Enzyme oder ganze Zellen (in der sog. Ganzzell-Biokatalyse) beschleunigen und steuern dabei chemische Reaktionen. Enzyme übernehmen in […]
Die Blut-Hirn-Schranke ist die Trennung zwischen dem Blutgefäßsystem und dem Gehirn und wird von bestimmten Zellen (sogenannte Endothelzellen) gebildet, welche die Blutgefäße im Gehirn umschließen. Diese Barriere ist für Nanopartikel normalerweise undurchlässig. Die Blut-Hirn-Schranke trennt das Blutgefäßsystem und das Gehirn voneinander ab [1]. Unsere Blutgefäße sind mit bestimmten Zellen (Endothelzellen) ausgekleidet, die besonders im Gehirn […]
Katalyse beschreibt eines der bedeutendsten Grundprinzipien der Chemie: Mit Unterstützung durch einen Hilfsstoff, der Katalysator genannt wird, verläuft eine chemische Reaktion schneller, energiegünstiger bzw. in eine bevorzugte Richtung im Vergleich zu einer nicht-katalysierten Reaktion. Der Katalysator wird im Idealfall bei der Reaktion nicht verbraucht. Viele katalytische Reaktionen führen zu Produkten, die ohne Katalysator nicht in […]
Als Membran (mittelhochdeutsch membrane „Pergament“ bzw. lateinisch membrana „Häutchen“) bezeichnet man eine dünne Schicht eines oder mehrerer Materialien. Diese Schicht trennt einerseits die Räume auf beiden Seiten der Membran voneinander, andererseits beeinflusst sie den Transport von Stoffen durch die Membran. So ist jede lebende Zelle von einer Membran umgeben, welche die beiden eben genannten Funktionen […]
Verkehr verursacht die Freisetzung von Reifen- und Straßenabriebpartikeln. Diese Partikel stellen eine Gefährdung für Mensch und Umwelt dar. Ihre Freisetzung und Verteilungsmuster variieren je nach Fahrverhalten, Reifentyp und Straßenbedingungen erheblich. Gebrauchsgegenstände unterliegen einem ständigen Verschleiß, der entweder durch Umwelteinflüsse wie Licht, Wasser oder Hitze oder durch ihre Funktion bedingt wird. Bei Autoreifen tritt der Verschleiß […]
Historie Der Begriff Nachhaltigkeit wurde bereits im Jahr 1713 in der Forstwirtschaft formuliert. Er umschrieb damals die Handlungsweise, in einem Wald nur so viel Holz zu schlagen, wie auch wieder nachwachsen kann. Später hat man den Begriff auf andere Wirtschaftszweige übertragen. Ein wesentlicher Impuls für das heutige Verständnis und die aktuelle Relevanz des Themas war […]
Die Antwort auf diese Frage kann am Beispiel der Nanopartikel illustriert werden, und trifft in ähnlicher Weise auch auf andere innovative Materialien und daraus hergestellte Produkte zu, wenn diese in einer kritischen Form und Größe freigesetzt werden. Wenn Partikel (Nano- oder Mikropartikel) in verschiedenen Formen aus Produkten freigesetzt werden, kann es zu einer Exposition, Aufnahme […]
Die Digitalisierung Digitalisierung beschreibt einen Prozess, bei dem man analoge Informationen und Prozesse in eine digitale Form überführt. Das bedeutet, dass Dinge wie Papierdokumente, manuelle Arbeitsabläufe oder physische Objekte zunehmend durch digitale Technologien abgebildet und bearbeitet werden. So wird zum Beispiel ein handschriftliches Protokoll zu einer digitalen Datei. Eine Arbeitsanweisung druckt man nicht mehr aus, […]
Kommen Mensch und/oder Umwelt damit in Kontakt? Welche Folgen hat dies für Mensch und Umwelt? Besteht ein Risiko? Antworten finden Sie hier in unserer Wissensbasis Wählen Sie zunächst ein Material und klicken Sie dann auf eine der aufgeführten Anwendungen ODER starten Sie mit einer Anwendung und wählen dann eines der aufgeführten Materialien aus Anwendung_________3D-DruckAltlastensanierungAnti-Beschlag-BeschichtungAutoabgaskatalysatorBatterienBeschichtungBohrhilfsmittelBrennstoffzelleChemischer KatalysatorDieselzusatzDisplayDruckfarbenDüngemittelElektrodenElektronikFahrzeugreifenFarbfernsehröhrenFarbstoffFiltrationFolienFuttermittelGlasGummiHautpflegeHeizbeschichtungHolzschutzmittelImpfungImplantatKatzenstreuKlebstoffKnochenzementKontrastmittelKosmetikaKrebstherapieKunststoffKuscheltiereLack- […]
Der 3D-Druck hat in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung auch für den privaten Gebrauch erfahren, da die 3D-Drucker und die verdruckten Materialien kostengünstig erhältlich sind. Mit 3D-Druck ist hier vorwiegend das preisgünstige FFF-Verfahren gemeint. Dabei erzeugt man aus einem Kunststoff, der in geeigneter Form z.B. als Draht auf einer Spule vorliegt, mittels eines Formgebungsverfahrens […]
Der globale Bedarf an Batterien steigt ständig an, und damit der Bedarf an Rohstoffen für die Batterieherstellung. Gleichzeitig werden viele Batterien am Ende ihres Lebenszyklus entsorgt und die Rückgewinnung von wertvollen Rohstoffen nimmt einen immer höheren Stellenwert ein. Welchen Beitrag können Batterien für eine nachhaltigere Wirtschaftsweise leisten? Wie lässt sich die Batteriewirtschaft selbst nachhaltig gestalten? […]
Innovative Materialien und Nanomaterialien können aus verschiedenen Quellen freigesetzt werden, in die Umwelt gelangen und dort mit dem Menschen, Umweltorganismen und Pflanzen in Kontakt kommen. Nach Schätzungen sind weniger als 0,1 Promille der partikulären Fracht technisch hergestellte Materialien, der überwiegende Teil ist natürlichen Ursprungs, z.B. Staub oder Pollen. Das entspricht mengenmäßig weniger als einer „Erbse“ […]
Die Riechschleimhaut ist ein Gewebe, das sich bei Säugetieren also auch beim Menschen in der Nase befindet, besser gesagt dem oberen Teil der Nasenmuschel, dem Nasendach. Hier strömt die eingeatmete Luft an freien Nervenendigungen vorbei. Alles was dort in die Nervenzellen hineingelangt, kann unter Umständen auch direkt zum Riechkolben und von dort direkt ins Vorderhirn […]
Der Begriff Blut-Luft-Schranke beschreibt eine dünne zelluläre Trennschicht innerhalb der Lunge, die den luftgefüllten Raum der Lungenbläschen vom Blutkreislauf abgrenzt. Über diese Schranke wird die Aufnahme von Sauerstoff in das Blut und die Abgabe von Kohlenstoffdioxid in den Lungenraum geregelt. Mit der Atemluft können auch körperfremde Objekte abhängig von ihrer Größe in die Lunge gelangen. […]
Unsichtbare Forschungsdaten: Die Bedeutung von Standardisierung Forschungsdaten bleiben unsichtbar, wenn sie nicht elektronisch abgespeichert werden. Daten können auch aufgrund unstrukturierter Datenformate, lokaler Standards oder aufgrund der begrenzten Bereitschaft Daten zu teilen, weder wiederverwendbar noch maschinenlesbar sein1. Dazu zählen unter anderem detaillierte Versuchsanleitungen, genaue Geräteeinstellungen oder Analysenergebnisse. Solche „Lücken“ im Forschungsdatenmanagement machen es schwer, Daten zu […]
Im Falle von Nanomaterialien wird insbesondere der Kontakt von Menschen, Tieren oder der Umwelt mit der Möglichkeit zur Aufnahme dieser als Exposition bezeichnet. Dabei sind sowohl die Menge als auch die Zeiträume der Aufnahme von Belang. Auf Grund der herausragenden Eigenschaften von bestimmten innovativen Materialien können wir davon ausgehen, dass diese in Zukunft vermehrt hergestellt […]
Immer wieder gibt es Schlagzeilen in Zeitungen oder dem Internet, dass Nanomaterialien wie Asbest wirken und einen seltenen Krebs des Bauchfells (das sogenannte Mesotheliom) verursachen. Was ist dran an diesen Meldungen? Wie kommen diese zustande und müssen wir uns darüber wirklich den Kopf zerbrechen? Faserstaub und die Asbest-Problematik Um diese Fragen zu beantworten, müssen […]
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Die Voraussetzung für eine biologische Wirkung von Stoffen/Substanzen ist ihre Fähigkeit, den Körper zu erreichen, beziehungsweise im Körper in Organe und Zellen zu gelangen. Auch bei der Beurteilung von z. B. Nanomaterialien und Nanopartikeln kommt dem Nachweis ihrer Aufnahme in dem betroffenen Organismus eine zentrale Bedeutung zu. Dabei gelten für Materialien die gleichen Prinzipien wie für […]
Die Haut ist das größte Organ des Körpers. Durch Abgrenzung von Innen und Außen schützt sie den Körper gegen die unterschiedlichsten Einwirkungen z.B. vor mechanischen Einflüssen wie Druck, Stoß, Zug, Reibung oder Verletzungen. Nanopartikel können die intakte Haut nicht durchdringen. Auch leichte oberflächliche Verletzungen beeinträchtigen diesen Schutz nicht. Kleinere mechanische Beanspruchungen der Haut fängt die […]
Im Körper Die Organe des Körpers sind gegen die Außenwelt durch dichte Zellschichten, sogenannte Epithelien, abgeschlossen. Gelangt ein Partikel in den Körper, muss es diese Barrieren überwinden. Das kann durch die Störung der dichten Verbindung zwischen Zellen oder durch das Eindringen in Zellen geschehen. Dazu müssen Partikel zuerst die Membranen der Zellen, die jede Körperzelle […]
Forschungsdatenmanagement-Initiativen Viele nationale und internationale Initiativen bieten umfassende Richtlinien für das Forschungsdatenmanagement. Diese dienen als unterstützende Maßnahmen für eine harmonierte wissenschaftliche Arbeit. Gute wissenschaftliche Praxis Gute wissenschaftliche Praxis umfasst die grundlegenden Prinzipien und Regeln für ehrliches, transparentes und verantwortungsbewusstes wissenschaftliches Arbeiten. Sie soll die Integrität der Forschung sicherstellen und Fehlverhalten wie Datenfälschung oder Plagiate verhindern. […]
Hier finden Sie verschiedene Querschnittsthemen zu neuen, innovativen Materialien sowie zu Nanomaterialien und deren Auswirkungen auf Mensch und/oder Umwelt.
Das Immunsystem erkennt sowohl fremde als auch körpereigene Stoffe. Werden Fremdstoffe wie z.B. Nanopartikel erkannt, so entscheiden Zellen des Immunsystems, ob eine Gefahr vorliegt oder nicht. Schätzt der Körper den erkannten Fremdstoff als gefährlich ein, reagiert er darauf mit einer Entzündung. Im Falle von Krankheitserregern werden diese zunächst vom Abwehrprogramm eingegrenzt, dann beseitigt und falls […]
Aufgrund der großen Vielfalt verschiedener (Nano)Materialien und verschiedener Möglichkeiten mit ihnen in Kontakt zu kommen, gibt es auf diese Frage keine leichte Antwort. Ein Beispiel kann das Risikokonzept einfach verdeutlichen: Sind Katzen generell gefährlich? Es hängt davon ab, ob das Tier eine Hauskatze oder eine Raubkatze ist! Und selbst wenn das Tier tatsächlich ein Löwe […]
Unser Magen-Darm-Trakt ist hochspezialisiert, wenn es darum geht, Material (Nahrung) von außen aufzunehmen und diese in gebrauchsfertigen, zerkleinerten Einheiten über das Blut auf die Organe zu verteilen. Es besteht die Möglichkeit, dass auch Nanomaterialien diese Körperschranke durchdringen können. Es handelt sich jedoch um nur sehr kleine Mengen, deren Wirkung bisher als unbedenklich eingestuft wird. Nahrung […]
Es gibt allein in Deutschland mehr als 6 Millionen Arbeitsplätze mit einer gewissen Staubbelastung. Aus diesem Grund werden die Regelungen für betroffene Arbeitsplätze und die entsprechenden Grenzwerte ständig an neue Forschungsergebnisse angepasst, denn Staub schadet der Lunge. Dabei müssen in dem Staub keine giftigen Substanzen vorhanden sein, es genügt die Belastung der Lunge mit biobeständigen […]
Die Digitalisierung hat auch in der Materialwissenschaft einen tiefgreifenden Wandel eingeleitet. Durch den Einsatz moderner digitaler Technologien können Materialforschende, Ingenieurinnen und Ingenieure zunehmend präzisere Daten über die Eigenschaften und das Verhalten von Materialien in verschiedenen Umgebungen sammeln und analysieren. Ein zentraler Treiber dieses Wandels ist die Künstliche Intelligenz (KI). Im Zusammenspiel mit Technologien wie maschinellem […]
Im Körper vorhandene Nanopartikel (z. B. durch Injektion) werden in der Mehrzahl durch das sog. Retikulohistiozytäre System (RHS) aufgenommen und entsorgt. Dieses System stellt ein Netzwerk von Zellen dar. Die Zellen des RHS haben die Aufgabe, tote Zellen, Bakterien, Viren und eingedrungene Kleinpartikel zu inaktivieren und zu eliminieren. Zu diesen partikulären „Eindringlingen“ gehören auch Nanopartikel. […]
Die Plazenta ist eine wichtige Gewebeschranke, die das ungeborene Kind von der Mutter trennt. Dieses ist dabei vollständig abhängig vom richtigen Funktionieren der Plazenta, da sie für die Versorgung mit Sauerstoff und Nahrung zuständig ist, aber auch Kohlenstoffdioxid und Abfallstoffe abtransportiert. In diesen Prozessen können auch Nanopartikel transportiert werden und den Fötus erreichen. Die […]
Wir haben die der Wissensbasis zugrunde liegende Literatur nach solchen Qualitätskriterien ausgewählt, die sich in der wissenschaftlichen Gemeinschaft international bewährt haben. Dies betrifft insbesondere die Auswahl von Publikationen zur Sicherheit von Materialien in Fachzeitschriften (Human- und Ökotoxikologie). Wir haben diese nur dann für die Erstellung unserer Texte herangezogen und zitiert, wenn sie dem im Projekt […]
Die hier beschriebenen Identifikationsnummern E-Nummer, CI-Nummer und CAS-Nummer kennzeichnen Inhaltstoffe in käuflichen Produkten. In der Lebensmitteltechnik findet die E-Nummer Anwendung, mit deren Hilfe erlaubte Lebensmittelzusatzstoffe auf der Verpackung von Lebensmitteln angegeben werden. Zusatzstoffe in Kosmetika werden mit INCI-Bezeichnungen (Internationale Nomenklatur für kosmetische Inhaltsstoffe, engl. International Nomenclature of Cosmetic Ingredients) oder alternativ mit einer CI-Nummer (Farbindex, […]
Kunststoff ist als Verpackungsmaterial oder als Teil vieler Produkte unseres täglichen Lebens allgegenwärtig. Aufgrund der stetig steigenden globalen Kunststoffproduktion sind Kunststoffe heute jedoch überall in der Umwelt zu finden. Es wird geschätzt, dass jährlich zwischen vier und zwölf Millionen Tonnen Kunststoff in die Meere und Ozeane gelangen [1]. Kunststoffteilchen, die gezielt hergestellt werden, werden als […]
Technisch hergestellte Nanomaterialien können aus Produkten bei deren Gebrauch und Entsorgung freigesetzt werden und in unterschiedlichen Mengen in das Abwasser gelangen. Die Aufgabe von Kläranlagen ist es, verschmutztes Abwasser zu reinigen, also auch Nanomaterialien aus dem Wasser zu entfernen. Abhängig von den Klärschritten werden verschiedene Arten von Nanopartikel abgetrennt. Wie gelangen Nanomaterialien ins Abwasser? Nanomaterialien […]
Pestizide oder Pflanzenschutzmittel sollen Pflanzen vor Schädlingen wie Insekten, Mikroorganismen oder Ungeziefer wie Nematoden schützen. Die Anwendung von Nanomaterialien bietet hier einige Vorteile wie z.B. eine erhöhte Wirksamkeit eines bestehenden Pestizids gegenüber Schädlingen, so dass nur noch geringe Mengen des Pflanzenschutzmittels benötigt werden. Derzeit sind solche Produkte allerdings noch nicht auf dem Markt und werden […]
Bestäubende Insekten wie Bienen und Hummeln können durch Aerosole, durch Pollen verunreinigter Pflanzen oder durch Wasser mit Nanomaterialien in Kontakt kommen. Weiterhin gibt es die Möglichkeit, dass Bienen von Imkern direkt Nanomaterialien ausgesetzt sind. Es besteht die Sorge, dass bestäubende Insekten aufgrund der Exposition gegenüber Nanomaterialien gefährdet sind. Rückgang der bestäubenden Insekten Bestäuber sind […]
Innovative Materialien oder Nanomaterialien werden nach ihrer Freisetzung nicht nur in der Luft, im Boden oder im Wasser verteilt (siehe Grundlagen Wie werden innovative Materialien (z. B. Nanomaterialien) nach ihrer Freisetzung transportiert?), sondern können sich auch verändern, d.h. sie unterliegen Umwandlungsprozessen (sog. Transformation). Das sind Prozesse, bei denen die Materialien in Wechselwirkung mit der Umwelt […]
Für eine Risikobewertung von Nanomaterialien von Nanopartikeln in der Umwelt sind Informationen zur Exposition, d.h. der in der Umwelt zu findenden Mengen an Nanomaterialien essentiell. Im Gegensatz zu vielen bekannten Schadstoffen können derzeit die Konzentrationen an Nanomaterialien in der Umwelt noch nicht direkt gemessen werden. Abhilfe schafft hier der Ansatz der Expositionsmodellierung, um die Umweltexposition […]
Technisch hergestellte Nanomaterialien werden beabsichtigt und unbeabsichtigt in die Umwelt freigesetzt, was ein mögliches Risiko für Ökosysteme darstellt. So lassen sich beim gezielten Einsatz von Nanomaterialien als Sanierungsmittel schädlichen Chemikalien aus Boden und Grundwasser effektiv entfernen. Andererseits werden Nanomaterialien unbeabsichtigt durch die Entsorgung von Nanomaterial-haltigen Produkten oder Kläranlagen in die Umwelt freigesetzt. Konzentration, Größe, Form […]
In vitro Tests kommen in vielen Gebieten der Biowissenschaften im Einsatz, weil sie meist schnell und relativ kostengünstig durchführbar sind. Man versteht darunter die Untersuchung biologischer Vorgänge außerhalb eines Organismus. Vor allem bei der Entwicklung von Medikamenten kommen sie zum Einsatz. Doch neben all ihrer Vorzüge hat ihre Verwendbarkeit und Aussagekraft, speziell in der Nanosicherheit, […]
Verpackungen sind für die Verteilung und Lagerung von Lebensmitteln unerlässlich. Verpackungsmaterialien bestehen aus Papier, Glas, Metall oder Plastik. Häufig werden verschiedene Verpackungsmaterialien kombiniert, um einen besseren Schutz zu gewährleisten. Verpackung schützen vor Krankheitserregern, bieten eine mechanische Abgrenzung für Gase oder Feuchtigkeit (um die Frische zu verlängern) und ermöglichen eine effizientere Lagerung (kubische Verpackungen lassen sich […]
Bestimmte Nanomaterialien können zu verschiedenen Zwecken auch in Lebensmitteln eingesetzt werden. In Form von zugelassenen Lebensmittelzusatzstoffen verändern sie Eigenschaften wie Geschmack, Aussehen oder Haltbarkeit der Nahrungsmittel. Sie dienen auch zur Verkapselung von wichtigen Spurenstoffen, die dadurch stabiler werden und besser vom Menschen aufgenommen werden können. Aktuell kommen aber Nanomaterialien meist nur als Nebenprodukte in unser […]
Fast täglich kommen neue Produkte auf den Markt, die Nanomaterialien enthalten und vielfältig eingesetzt werden können. Infolgedessen steigt auch die Anzahl an Nanomaterial-haltigen Produkten, die das Ende ihres Lebenszyklus erreichen und entsorgt werden müssen. Nanoabfälle in fester oder flüssiger Form werden derzeit wie normaler Müll behandelt und können über das bestehende Abfallmanagement System entsorgt werden […]
Als Toner werden die Farbmittel bezeichnet, die hauptsächlich in Kopierern und Laserdruckern verwendet werden. Dabei handelt es sich um sehr feine Pulver, die aus ca. 2-30 Mikrometern großen Partikeln zusammengesetzt sind. Die geringe Partikelgröße führt dazu, dass sich das Pulver wie eine Flüssigkeit verhält. Bei Wartungsarbeiten im Ruhezustand des Gerätes, wenn Tonerkartuschen ausgetauscht werden oder […]
Die Textilindustrie als eine der wichtigsten Branchen für Konsumgüter weltweit produziert Textilien für Kleidung, Haushaltswaren, Heimtextilien oder auch technische Anwendungen. Wie bei anderen chemischen Prozessen und Technologien werden auch hier Nanomaterialien eingesetzt, um verschiedene Funktionalitäten der Textilien zu verbessern oder neu hinzuzufügen. Neue Inhaltsstoffe könnten aber auch negative Auswirkungen auf die Menschen oder die Umwelt […]
Farben werden hier als Flüssigkeiten betrachtet, die zum Schutz, zur Versiegelung oder Färbung auf eine feste Oberfläche aufgetragen werden. Wichtiger Bestandteil hierfür sind Farbpigmente, die meist als kleine Partikel enthalten sind. Heutzutage können Nanomaterialien die Eigenschaften von Farben verbessern und neue Funktionalitäten schaffen. Einige solcher Produkte sind bereits auf dem Markt. Aktuelle Studien haben sich […]
Risikoanalyse wird allgemein als mehrstufiger Prozess definiert, der Risikobewertung, Risikocharakterisierung, Risikokommunikation, Risikomanagement und Politik in Zusammenhang mit Risiko beinhaltet. Das Risiko kann dabei dabei sowohl Individuen als auch öffentliche oder private Organisationen sowie die Gesellschaft insgesamt auf lokaler, regionaler, nationaler oder globaler Ebene betreffen [1]. Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff „Risiko“ den potentiellen Verlust von […]
Risiko wird in Abhängigkeit der (wissenschaftlichen) Fachrichtung unterschiedlich definiert. Im Allgemeinen bezeichnet der Begriff „Risiko“ den potentiellen Verlust von etwas, das einen Wert besitzt wie z.B. die Gesundheit, eine intakte Umwelt oder, vereinfacht ausgedrückt, die eigene Geldbörse. Ein Risiko besteht nur dann, wenn eine Gefahr und die Exposition gemeinsam auftreten. In der Toxikologie wird der […]
Ein akzeptables Risiko für neue Nanomaterialien wird auf Grundlage eines gesellschaftlichen Konsenses und durch politische Entscheidungen definiert, die auf einer wissenschaftlich fundierten Risikobeurteilung beruhen. Maßnahmen, die Risiken reduzieren oder verhindern sollen, sind Teil von angepassten oder neuen Gesetzen und Bestimmungen, die am Ende eines ausgefeilten Prozesses stehen – dem Risikomanagement. Während und am Ende dieses […]
Die Anwendung von metallischen Nanopartikeln wird für verschiedene Nanomedikamente umfassend untersucht. Sie bieten die Möglichkeit sowohl neue diagnostische als auch therapeutische Ansätze zu entwickeln. Eines der ersten dieser Nanomedizin-Produkte waren eisenbasierte Nanopartikel gegen Eisenmangel. Intravenöse Eisen-Zucker-Nanopartikel zur Behandlung von Eisenmangel Eisenmangel kann viele Ursachen haben, sei es eine Störung des Eisenstoffwechsels, Mangelernährung oder durch […]
Medizinprodukte sind aus dem Gesundheitsbereich nicht wegzudenken und stellen einen enormen Markt dar. Ihre Anwendungen reichen von medizinischen Geräten über Diagnosemöglichkeiten einschl. Software bis hin zu Implantaten, Spritzen und mechanischen Verhütungsmitteln. Beim Einsatz am und im menschlichen Körper muss die Verträglichkeit der Produkte gewährleistet sein. Hier bieten innovative Materialien neue, vorteilhafte Eigenschaften, wie z.B. höhere […]
Nanomaterialien gelten als wichtige Hoffnungsträger für neuartige Behandlungsmethoden bei vielfältigen Erkrankungen. Die Medizin macht sich bereits heute Nanomaterialien für Medikamente, Diagnostika und Implantate zunutze. Es wird intensiv an weiteren Möglichkeiten geforscht, um Nanomaterialien im Gesundheitsbereich anzuwenden, ein Gebiet, das inzwischen als „Nanomedizin“ Schlagzeilen macht. Was gibt es hier bereits und auf welche neuen Arzneimittel können […]
Die Phantasie des Menschen ist seit Jahrhunderten inspiriert durch technische Entwicklungen. Nicht nur Jules Verne (1828-1905) hat viele technische Neuerungen in seinen Romanen vorweggenommen, auch in neuerer Zeit inspirieren die technischen Möglichkeiten das Genre Science-Fiction, insbesondere die Nanotechnologie. Als der Physiker und Nobelpreisträger Richard Feynman 1959 seinen berühmten Vortrag (Link zum PDF [icon type=file-pdf]) zur Materie […]
Nanotechnologie ist ein Arbeitsmarkt mit Zukunft, da dieser Industriezweig international rasch wächst. 2013 waren rund 1.100 Unternehmen in Deutschland mit dem Einsatz der Nanotechnologie in Bereichen der Forschung und Entwicklung sowie der Vermarktung kommerzieller Produkte und Dienstleistungen befasst [1]. Die Entwicklung und Herstellung von Nanomaterialien ist dabei nur ein Teil des Gesamtbildes. In vielen Industriezweigen […]
Wenn von Oberflächenbeschichtungen für Nanomaterialien die Rede ist, fallen auch Begriffe wie Modifizierung, Coating, Funktionalisierung oder Stabilisierung. Diese Vielfalt spiegelt die unterschiedlichen Motivationen für eine Beschichtung bzw. ihre Funktion wider. Generell werden Oberflächenbeschichtungen für Nanomaterialien eingesetzt, um gezielt bestimmte Partikeleigenschaften zu verändern bzw. zu beeinflussen. Dazu werden verschiedenste Materialien in vollständigen oder unvollständigen, einer oder […]
Atome können sich, abhängig von äußeren Bedingungen wie Temperatur oder Druck, auf verschiedene Art und Weise in Gitterstrukturen anordnen. Für einige Materialien mit den gleichen Anteilen an enthaltenen Elementen kann es daher verschiedene Kristallstrukturen geben. Nanomaterialien mit unterschiedlichen Kristallstrukturen können sich in wichtigen physikalisch-chemischen Eigenschaften unterscheiden (z.B. Reaktivität oder photokatalytische Aktivität). Deshalb wird in solchen […]