10 jahre forschung zu risikobewertung, human- und ... · ii.2. nanomaterialien in bereits...
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10 Jahre Forschung zu risikobewertung,human- und Ökotoxikologie von nanomaterialienstatuspapier des dechema/vci-arbeitskreises „responsible Production and use of nanomaterials“
imPressum
herausgeber
DECHEMA/VCI-Arbeitskreis „Responsible Production and Use of Nanomaterials“
Vorsitzende: Dr. Péter Krüger, Bayer MaterialScience AG, Leverkusen
Prof. Dr. Harald F. Krug, Empa, St. Gallen, CH
Verantwortlich im Sinne des Presserechts
DECHEMA e.V.
Dr. Andreas Förster
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main
redaktion
Dr. Andreas Förster, Frankfurt am Main
Dr. Péter Krüger, Leverkusen
Prof. Dr. Harald F. Krug, St. Gallen
Dr. Björn Mathes, Frankfurt am Main
Dr. Christoph Steinbach, Frankfurt am Main
autoren
Mitglieder des Arbeitskreises „Responsible Production and Use of Nanomaterials“
ISBN: 978-3-89746-125-3
Erschienen im Oktober 2011
Umschlagbild: © Philipps-Universität Marburg / Makromolekulare Chemie
1
ExecutiveSummary 3
I. Einleitung 5
II. Nanotechnologie–ChanceneinerneuenTechnologie 8
II.1. Einführung 8
II.2. NanomaterialieninbereitsmarkteingeführtenProdukten 8
II.3. NanomaterialieninProdukteninderEntwicklungoderkurzvorderMarkteinführung 10
II.4. ForschungfürneueAnwendungen 11
III FragenundAntwortenzurEmission,Umwelt-undHuman-ToxikologievonNanomaterialien 13
III.1 FragenzuNanomaterialien 13
III.1.1 FragenzurHumantoxikologieundzurSicherheitsforschungvonNanomaterialien 13
III.1.2 FragenzuumweltbezogenenSicherheitsaspektensowiezurFreisetzungvonNanoobjekten 13
III.2.Antworten:ProjektezurRisikoforschungvonNanomaterialien 15
III.2.1 ÜberblicküberProjektezurgesundheitsbezogenenSicherheitsforschungvonNanomaterialien 16
III.2.1.1 NationaleForschungsprojekte 16
III.2.1.2 EuropäischeForschungsprojekte 25
III.2.1.3 RoadmapzurHumantoxikologieundzurSicherheitsforschungvonNanomaterialien 36
III.2.2 ÜberblicküberProjektezurökologiebezogenenSicherheitsforschungvonNanomaterialien 40
III.2.2.1 NationaleForschungsprojekte 40
III.2.2.2EuropäischeForschungsprojekte 44
III.2.2.3 RoadmapzuumweltbezogenenSicherheitsaspektensowiezurFreisetzung 46 vonNanoobjekten
III.2.3 ÜberblicküberdiebekanntenStudienzurFreisetzungvonNanoobjektenaus KompositmaterialienundKonsumgütern 48
III.2.3.1 NationaleForschungsprojekte 48
III.2.3.2EuropäischeForschungsprojekte 52
IV WeiterführendeInformationen 54
inhaltsverzeichnis
2
3
DieNanotechnologieunddiedarausresultierendenNanomaterialienkönnenzukünftigeinentscheiden-
derSchlüsselzurLösungderanstehendenHerausforderungenunsererGesellschaftinunterschiedlichen
zentralenBedürfnisfeldern,wieEnergie,Umwelt,Klima,Ressourceneffizienz,Mobilität,Sicherheit,Infor-
mation/Kommunikation,GesundheitundauchErnährungsein.UmdieseChancenderTechnologienach-
haltignutzenzukönnen, isteserforderlich,dieSicherheitderNanomaterialien in ihrenAnwendungen
entlangderjeweiligenWertschöpfungskettenundLebenszyklenzugewährleisten.
ImvergangenenJahrzehntwurdebereitseineVielzahlvonProjektenzurSicherheitsforschunginitiiertund
durchgeführt,dieeineReihevonwichtigenResultatenanverschiedenenNanomaterialienhervorbrachte.
AlsallgemeinesFazitderbislangunterrealitätsnahenBedingungendurchgeführtenProjektekannfest-
gestelltwerden,dass
» eineRisikobewertung–wennsieimEinzelfallerforderlichseinsollte–aufBasisgeeignetmodi-
fizierterundangepasstervalidierterundinternationalanerkannterOECD-Verfahrenmöglich ist.
HiermitwurdedieFeststellungderOECD,dassdieinternationalanerkanntenMethodenundTest-
richtlinienderOECDgrundsätzlichzurTestungvonNanomaterialiengeeignetsind,bestätigt.
» eineGrößenbezeichnungNanonichtunmittelbarauch„toxisch“bedeutet,alsokeinintrinsisches
Gefährdungsmerkmaldarstellt.
ZumNutzendergesamtenGesellschaftsolltederkontinuierlicheTransferderForschungsergebnisseaus
denLaborsinerfolgreicheInnovationenweitergeführtunddurcheinebegleitendeSicherheitsforschung
unterstütztwerden.DieseSicherheitsforschungbenötigt:
» finanzielleMittel,gepaartmiteinerausreichendenZahlundQualifikationanForschern,
» die Erforschung aufeinander abgestimmter Gebiete der Wechselwirkungen von Nanomateriali-
enmitMenschundUmwelt,damitsichdieEinzelergebnissezuStruktur-Wirkungs-Beziehungen
zusammenfügen lassen,diedannalsWegweiser fürneue,sichereNanomaterial-Entwicklungen
dienenkönnen,
» dieEinhaltungvonForschungsstandards(z.B.durchStandardOperationProcedures(SOP),also
einheitlicheArbeitsweisen),umdieVergleichbarkeitvonErgebnissenzuermöglichen,
» diePublikationauchnegativerForschungsergebnisse,d.h.Studien,indenenkeineAuswirkungen
vonNanomaterialiengezeigtwerdenkonnten,umdasGesamtbildnichtzuverzerren,
» diethematischeBetrachtungvonLebenszyklen,sobaldentsprechendekommerzielleAnwendun-
gensichabzeichnen.
DiesewissenschaftlichenUntersuchungenundAnsätzesolltendurchInformations-undDialogmaßnah-
menergänztwerden,damitdieBürgerdieChancenundSicherheitsaspektevonNanomaterialienverste-
henundsomitihreTechnologieakzeptanzerhöhtwird.
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5
Unsere globale Gesellschaft sieht sich heute einer Vielzahl
vonHerausforderungengegenüber,fürderenzukünftigeLö-
sungeneinebreitePalettevonneuentechnologischenBau-
steinenbenötigtwird.DiesichereundnachhaltigeNutzung
derNanotechnologieundinsbesonderevonNanomaterialien
kanndazuvielfältigeundweitreichendeAnsätzezumVorteil
fürdieMenschenundfürdieUmweltbereitstellen.Siekann
damit ein entscheidender Schlüssel zur Lösung der anste-
henden Herausforderungen unserer Gesellschaft in unter-
schiedlichenzentralenBedürfnisfeldernwerden:
» Im Bereich Energie und Mobilität beispielsweise durch
neue Materialien für eine effizientere Energie-Umwand-
lungaufBasiserneuerbarerEnergiequellensowiedurch
verbesserte,effizientereEnergie-Speicherungund-Nutzung.
» FürKlima,UmweltschutzundRessourcenunteranderem
durcheffizientereNutzungvonRessourcendurchspezi-
fischeKatalysatorenundProzesseunddamitz.B.durch
VermeidungvonunerwünschtenNebenproduktensowie
auch fürdieSanierungvonLuft,WasserundBodenmit
HilfevonNanomaterialien.
» Bei Erhalt und Wiederherstellung der Gesundheit bei-
spielsweisedurchverbesserteUV-Schutzsubstanzenund
durch neue Behandlungsmethoden z. B. in der Krebs-
therapie sowie auch im Bereich Verpackungen, die in
Entwicklungsländern zur erhöhten Haltbarkeit von Nah-
rungsmitteln beitragen können, die sonst auf demWeg
zumKonsumentenschnellverderbenwürden.
» FürdieerhöhteSicherheit imAlltagkönnenz.B.gegen
ErdbebensicherereBautensorgen,undeffizientereCrash-
elemente können einen besseren Aufprallschutz für In-
sassen von Fahrzeugen und für Fußgänger im Straßen-
verkehrermöglichen.
» ImBereichKommunikation/Informationsindbereitsheute
MikrochipsaufBasisnanoskaligerSchaltelementenicht
mehr wegzudenken; sie sind heute also längst „Nano-
chips“. Speichermedien und neue Informationsverarbei-
tungskonzeptewerdendiesenTrendsicherweiterfortset-
zen.
DurchdiesenbreitenQuerschnittscharakterwerdendieNa-
notechnologie bzw. die Nanomaterialien dieVoraussetzung
fürzahlreicheweitreichendeInnovationenentlangderWert-
schöpfungsketten in vielen Bereichen der deutschen, euro-
päischenundweltweitenWirtschaftschaffen.
Entsprechendwurdenundwerdendaherinternationalgroße
AnstrengungenimBereichForschungundEntwicklungunter-
nommen,umdiepotentiellenChancenderNanotechnologie
in erfolgreiche Innovationen umzusetzen. Deutschland und
EuropahabendaherindenletztenJahrenmassivinForschung
und Entwicklung in der Nanotechnologie investiert. Inzwi-
schenhatsichDeutschlandalseinesderweltweitführenden
ForschungsländerindiesemBereichetabliert.Basierendauf
denhervorragendenForschungsergebnissengiltesnunhier-
zulande,dieseinProduktenundAnwendungeninmöglichst
vielen der oben genannten Bedürfnisfelder erfolgreich zu
implementieren. Diese Übertragung von Forschungsergeb-
nissen in nachhaltige Innovationen beinhaltet insbesonde-
re,dass fürdieSicherheitdieseraufNanotechnologiebzw.
Nanomaterialien basierenden Produkte und Anwendungen
entlang ihrer Lebenszyklen Sorge getragen werden muss.
Aus diesem Grunde werden begleitend zur Produkt- und
Anwendungs-Forschung bzw. -Entwicklung seit über einem
JahrzehntverschiedeneAktivitätenzurSicherheitsforschung
fürNanomaterialienvonIndustrieundHochschulendurchge-
führtundinsbesondereauchvonöffentlicherSeitegefördert.
Diese Projekte haben bereits eine Vielzahl von Resultaten
hervorgebracht.
InsgesamtbelegtDeutschlandimeuropäischenwieauchim
weltweitenVergleichbeiderSicherheitsforschunganNano-
materialien einen der vorderen Plätze. Dies verdanken wir
unteranderemeinemkonstruktivenDialogüberdieChancen
und Herausforderungen als auch den Sicherheitsaspekten
derNanotechnologie,derbereitsfrühzeitigvonverschiedenen
GruppierungeninGanggesetztwurde.IndiesenDialoghaben
sich sowohl Interessensvertreter der Endanwender, z. B.
Umwelt-undVerbraucherschützer,diePolitik,Behörden,als
auchForscheranHochschulenundInstitutenundinsbesondere
einesich ihrerVerantwortungbewusstechemische Industrie
eingebracht.DiechemischeIndustriealsHerstellervonNano-
materialien betrachtet im Rahmen ihrer „Product Steward-
ship“-ProgrammedieSicherheitsaspektevonNanomaterialien
und sieht die begleitende Sicherheitsforschung heute als
einenintegralenBestandteilihrerInnovationsstrategiean.
Seit nunmehr über drei Jahrzehnten werden Materialien er-
forscht, deren kleinste Einheiten im Bereich von nur weni-
genNanometernliegen.Sowurdenbereitsinden80erund
i. einleitung
I.Einleitung
6
90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts Forschungen zu
Sicherheitsfragen von mikro- und nanoskaligen Materialien
durchgeführt,damalsnochunterden(teilsnano-äquivalen-
ten) Begriffen Kolloid und Ultrafeinstaub. Als ein Beispiel
seienhierArbeitenzumagnetischenNanopartikelnvonPeter
GehrzusammenmitJoBrainanderHarvardMedicalSchool
genannt,diebereitsAnfangder80er Jahre inNaturepubli-
ziertwurden.MitderEinführungundderschnellenundtief-
greifendenWeiterverbreitung des Begriffs Nanotechnologie
wurdenindenletztenzehnJahrenzunehmendauchdirektSi-
cherheitsfragenzuNanomaterialien inForschungsprojekten
erforscht,umvorhandeneWissenslückenzuschließen.
DerDECHEMA/VCI-Arbeitskreis„ResponsibleProductionand
UseofNanomaterials“erarbeitetehierzueineListeundPrio-
risierungvonanzugehendenThemen,inderdiejeweilsdazu
bearbeiteten,laufendenundgeplantenAktivitätenundPro-
jektezusammengetragenundeingeordnetwurden.
Bei der Sicherheitsforschung für Nanomaterialien wurden
undwerdendurchAkademiaundIndustrieallerdingsoftun-
terschiedlicheAspekteadressiert:
Einerseits erforschen insbesondere Hochschulgruppen
Grundlagenaspekte, wie beispielsweise prinzipielle Wir-
kungsmechanismen in der Wechselwirkung von Nanomate-
rialienundbiologischenSystemen,underarbeitengrundle-
gendeMethodenzurDetektionundCharakterisierung.
Andererseits gewährleisten industrielle „Product Steward-
ship“-ProgrammedieSicherheitderProdukteinderHerstel-
lung,WeiterverarbeitungundindenbeabsichtigtenAnwen-
dungen entlang ihrer Lebenszyklen. Sie sind entsprechend
primäraufdievonden jeweiligenUnternehmen indenVer-
kehrgebrachtenProduktefokussiert.
Über die beiden obigen Aspekte hinaus können gemeinsa-
me Konsortien aus Industrie und Akademia systematisch
Grundlagenmechanismen an kommerziell relevanten bzw.
ananwendungsnahenSystemenbearbeiten.Hieraussollten
sich zusammenhängende Struktur-Wirkungsbeziehungen
ergeben,diezukünftigeProduktentwicklungenderIndustrie
unterstützendbeeinflussenkönnen.
ZurGewährleistungderSicherheitvonauf„Nano“basieren-
denProduktensindprinzipiellRisikobewertungendieser in
ihren jeweilig beabsichtigten Anwendungen und bezogen
aufihreLebenszyklenentlangvonWertschöpfungskettener-
forderlich.DiesekönnennachMeinungderentsprechenden
Experten der Organisation für wirtschaftliche Zusammenar-
beit und Entwicklung (OECD) und des Wissenschaftlichen
Ausschusses „Neu auftretende und neu identifizierte Ge-
sundheitsrisiken“(SCENIHR)derEuropäischenKommission
prinzipiellmitgeeignetangepassten,validiertenundinterna-
tionalanerkannten(z.B.OECD-)Methodenerfolgen.Daraus
könnendannangemesseneMaßnahmen(z.B.Arbeitsplatz-
grenzwerte)abgeleitetwerden,dieeinesichereProduktion,
Weiterverarbeitung,NutzungundauchWiederverwertungin
derjeweiligenWertschöpfungsketteermöglichen.
IneinesolcheRisikobetrachtunggehenfolgendeverschiede-
neFaktorenundÜberlegungenein:ZumEinenistzuuntersu-
chen,obundggf.inwelcherMengeineinerbeabsichtigten
AnwendungüberhaupteineFreisetzung,d.h.Emissionvon
Nanomaterialienbzw.-objektenerfolgenkann.Esistzudemzu
klären,obdieundggf.inwelcherHöheeventuellemittierten
Nanomaterialienbzw.-objekteineineInteraktionmitdenum-
gebendenbiologischenSystementretenkönnen,d.h.obeine
ExpositioninderjeweiligenAnwendungüberhaupterfolgt.
Zum Anderen werden dieWechselwirkungen des zu bewer-
tenden Nanomaterials bzw. deren Auswirkung auf biologi-
scheSysteme,alsoaufMenschundUmwelt,unterdefinier-
tenBedingungen,z.B.beiverschiedenenExpositionswegen
(oral,dermal,inhalativ,etc.)undbeiunterschiedlichenDosie-
rungen,d.h.Expositionshöhen,untersuchtundeingeordnet.
Einerseits werden also die möglichen Expositionsszenarien
in einer Anwendung des Nanomaterials bzw. -objekts und
deren biologische Wirkung jeweils einzeln betrachtet. Für
eine Risikobewertung eines Materials in einer Anwendung
müssen andererseits beide Faktoren miteinander verknüpft
werden,umeinegenerelleRisikoaussagetreffenzukönnen.
Diesbedeutet,dassbeispielsweiseeine fehlenderelevante
ExpositionineinerAnwendungbzw.dasFehleneinernega-
tivenbiologischenWechselwirkungbeieinerzuerwartenden
entsprechendenExpositionaufeinnichtvorhandenesRisiko
indieserAnwendunghinweisen.
FürrelevanteStudienzuSicherheitsbetrachtungenbedeutet
diesalso,dassdiebiologischeWirkung(Faktor1)systema-
tisch unter definierten Versuchsbedingungen (definierte
VersuchsaufbautenundVergleichssysteme,charakterisierte
Materialien,definierteExpositionswegeundExpositionshö-
hen) untersucht werden muss. Zudem müssen realistische
SzenarienfürdiejeweiligeAnwendungunddazugehörigere-
alistischeExpositionshöhen(Faktor2)undExpositionswege
erarbeitetwerden.
Die Kombination der aufeinander abgestimmten Untersu-
chungenbeiderFaktorenermöglichtdanneinezuverlässige
Risikobewertung, aus der auch angemessene Maßnahmen
zur Minimierung der Risiken dieser Anwendung im Lebens-
zyklusresultieren.
EineReihesolcherStudien,dieDatenzuSicherheitsaspekten
vonNanomaterialienliefernbzw.gelieferthaben,wurdebe-
i. einleitung
7
reitsdurchgeführtbzw. istzurzeit inBearbeitung.Exempla-
rischseienhiereinigeProjekte,wiez.B.dasvomBMBFge-
förderte NanoCare-Projekt genannt, in dem praxisrelevante
Nanomaterialien unter realistischen und reproduzierbaren
Testbedingungen untersucht wurden, woraus konkrete sys-
tematische Daten resultierten. Das von der Europäischen
Kommission geförderte Nanoderm-Vorhaben gehört in die-
semZusammenhangebenfallssicherzudenmeistzitierten
Projekten, in dem gezeigt werden konnte, dass Nano-TiO2
die unverletzte Haut nicht durchdringt. Zudem starteten im
RahmenderInnovationsallianzCarbonNanotubes(Inno.CNT)
dieProjekteCarboSafe (seit2008)undCarboLifeCycle (seit
2010). Hier werden beispielsweise Umweltaspekte sowie
Emissions-bzw.ExpositionsszenarienvonKohlenstoffnano-
röhrchen (CNTs) untersucht. Erst kürzlich starteten die Pro-
jektederBMBF-AusschreibungenNanoCareundNanoNature,
diesichmitFragenderHumantoxizitätundWechselwirkun-
genvonNanopartikelnmitderUmweltbeschäftigen.Darüber
hinaussindaufdereuropäischenEbenezahlreicheProjekte
undAktivitätenimRahmendes6.(bereitsabgeschlossenen)
und 7. EU-Forschungsrahmenprogramms angelaufen bzw.
neuausgeschrieben.
DieResultatederindustriellenSicherheitsforschungwerden
insbesonderealsGrundlagefürdieRegistrierungenimRah-
men von REACH bei der Europäischen Chemikalienagentur
ECHAdienen.
AuchwenndieaktuelleDatenlagezurUmwelt-undHuman-
toxizitätvonzahlreichenNanomaterialiensichbereitszufrie-
denstellendentwickelthat,wirdsieinweiterenAnstrengun-
gen gemeinsam mit Forschern aus Akademia und Industrie
weiterausgebaut.
Neben der Forschungsarbeit stellt der Dialogaspekt unter
denStakeholdernzuNutzenundHerausforderungenderNa-
notechnologieeineBesonderheitinDeutschlanddar,dieun-
teranderemdurchdiefachlichübergreifendeArbeitderinter-
national einmaligen NanoKommission der Bundesregierung
imRahmendesNanoDialogshervorzuheben ist.Deroffene
DialogüberdieneuenTechnologienundneuenMaterialien
unddiedamitverbundenedirekteRückkopplungderjeweili-
genAnforderungenundErwartungenzwischendenverschie-
denenInteressengruppenvermittelteingegenseitigtieferes
VerständnisfürdieunterschiedlichenBedürfnisse.Hierdurch
könnendieverschiedenenAspekte–ChancenwieHerausfor-
derungen–derNanotechnologieheutebereitsrealistischer
eingeschätztwerden.
Neben dem Dialog der Stakeholder ist für die Transparenz
derNano-Sicherheitsforschungdieöffentlicheundverständ-
licheBereitstellungrelevanterInformationenvongroßerBe-
deutung.DieserAspektwurdedurcheine Internetplattform
imRahmendesNanoCare-Projektesbegonnenundwirdnun
mitUnterstützungdesBMBFimProjekt„DaNa“intensivfort-
gesetzt. Das Projekt DaNa fasst vorhandenes Wissen und
aktuelle Ergebnisse aus der Sicherheitsforschung zu Nano-
materialien auf der Internetseite „www.nanopartikel.info“
zusammen und versucht, den interessierten Bürger mit ob-
jektiven,verständlichenInformationenzumThemazuversor-
genbzw.ihnineinesachlicheDiskussioneinzubinden.
Dieses vorliegende Papier bietet eine Zusammenstellung
der bereits geleisteten Arbeiten und erzielten Ergebnisse
in der Sicherheitsforschung für Nanomaterialien einerseits
sowieder laufendenAktivitätenundzuerwartendenResul-
tateandererseits.DabeiliegtderFokusderBetrachtungauf
DeutschlandmiteinemAusblickaufArbeitenundErgebnisse
aufeuropäischerEbene.Darüberhinauskanneinenotwendi-
geDiskussionüberweitereThemenundPrioritätenaufdie-
sem Gebiet nur basierend auf solchen Bestandsaufnahmen
(wie sie auch für EU-Projekte durch den „NanoSafety-Clus-
ter“ inähnlicherWeiseerstelltwurde)sinnvollgeführtwer-
den. Insofern soll diese vorliegende Zusammenstellung die
sachlicheDiskussionzumweiterenVorgehenbeiderSicher-
heitsforschungvonNanomaterialieneffektivunterstützen.
i. einleitung
8
ii. nanotechnologie – chancen einer neuen technologie
II.1. Einführung
Unter der Bezeichnung „Nanotechnologie“ wird eine Viel-
zahl von verschiedensten Innovationen und Entwicklungen
zusammengefasst. Gemeinsames Merkmal dieser Techno-
logien sind die verhältnismäßig kleinen Abmessungen der
erzeugtenmechanischenoderelektronischenBauteilesowie
vonObjektenverschiedensterchemischerElementeundVer-
bindungen.
Als„nanoskalig“verstehtman imKontextderNanotechno-
logie einen Größenbereich zwischen etwa 1 und 100 Nano-
metern (nm) (DIN ISO-Norm 27687). „Nanoobjekte“ haben
Teilchengrößen bzw. Strukturen im nanoskaligen Bereich.
„Nanopartikel“ sind in allen drei Dimensionen nanoskalig,
„Nanoplättchen“ in einer Dimension und „Nanofasern“ in
zweiDimensionen.NanomaterialienimSinnediesesPapiers
sindfeinteiligeoder feinstrukturiertechemischeStoffemit
besonderen technischen Eigenschaften. Die Dimensionen
derTeilchenoderStrukturenliegentypischerweisezwischen
1und100Nanometern.
Die chemische Industrie stellt schon seit Jahrzehnten viele
Produkte unter Verwendung von Teilchen oder Strukturen
her,dieAbmessungenvonetwa1bis100nmhaben.Sielie-
genz.B.alsunregelmäßigePartikel,Kugeln,Plättchen,Fa-
sern, Röhren oder Schichten vor. Optische, elektrische und
magnetischeEigenschaften,aberauchHärte,Zähigkeitund
Schmelzverhalten von Nanomaterialien unterscheiden sich
teilweise deutlich von herkömmlichen Materialien. Ihr Ein-
satzeröffnetdieMöglichkeit,völligneuartigeWerkstoffezu
schaffen, die speziell auf die jeweiligen Einsatzbedürfnisse
zugeschnittensind.Keramiken,MetalleoderKunststoffe,die
Nanoobjekte enthalten oder mit ihnen beschichtet wurden,
sindbeispielsweisekratzfest,entspiegeltbzw.wasser-,fett-
undschmutzabweisend.AuchOberflächen,dieBakterienab-
tötenoderchemischeReaktionenkatalysieren,werdendurch
Nanomaterialienermöglicht.
Nanoobjekte werden beispielsweise in einer sehr heißen
GasflammeoderinwässrigerPhasehergestellt.IndenHer-
stellungsprozessen entstehen üblicherweise zunächst „pri-
märe“ Nanoobjekte. Diese sind normalerweise sehr reaktiv
undreagiereninwenigentausendstelSekundenmitanderen
primären Nanoobjekten zu (sekundären) Aggregaten. Die
Bestandteile der Aggregate sind chemisch verbunden und
trennen sich – auch bei der späterenVerwendung des Pro-
duktes–nursehrschwerodergarnichtmehr.DieAggregate
lagernsichihrerseitsmitanderenAggregatenzu(tertiären)
Agglomeraten zusammen; auch Agglomerate aus primären
Nanoobjektensindmöglich.Agglomerate lassensichdurch
geeigneteMaßnahmenwiederaufbrechen.
DaeinAggregatdurchseinenZusammenschlussausprimä-
ren Nanoobjekten Strukturen im nanoskaligen Bereich auf-
weist,bleibenhäufigderen„Nano-Eigenschaften“erhalten.
Neue technische Eigenschaften durch nanoskalige Struk-
turenundeineTeilchengrößevonAggregatenoberhalbvon
hundertNanometernsindsomitkeinWiderspruch.
InEndanwender-ProduktenkommenfreieNanoobjektemeist
nichtvor–esseidenn,siewerdenfürspezielleAnwendun-
gen (z. B. in der Medizin), normalerweise mit erheblichem
Aufwand,entsprechendhergestellt.DieindenfolgendenKa-
piteln beispielhaft aufgeführten Nanomaterialien enthalten
inderRegelgrößerenanostrukturierteTeilchen,eshandelt
sichnichtumsinguläreNanoobjekte.
WiebeiallenProduktenmüssenauchbeiNanoobjektenund
Nanomaterialiendieindividuellenhuman-undöko-toxikolo-
gischenEigenschaftenuntersuchtwerden,wenneineExpo-
sition(d.h.eineFreisetzungindieUmweltoderderKontakt
mitdemMenschen)nichtausgeschlossenwerdenkann.Hier-
beispieltdieVerwendungderNanomaterialiennatürlicheine
wesentlicheRolle.GenerelleAussagenzuRisikenvonNano-
materialiensindaufgrundderunterschiedlichenMaterialei-
genschaften und Anwendungsbedingungen nicht möglich.
WiebeiallenChemikalienistauchbeiNanomaterialiendas
Risikoeinzelfallbezogenzubewerten.
II.2. NanomaterialieninbereitsmarkteingeführtenProdukten
DieNanotechnologiehatQuerschnittscharakterundermög-
lichtvölligneueProdukteundAnwendungenindenverschie-
denstenBranchen.EinigenanotechnologiebasierteProdukte
sind bereits weit entwickelt beziehungsweise sogar schon
seitvielenJahrenamMarktetabliert.
Seit über hundert Jahren wird Industrieruß (Carbon Black)
bei der Herstellung von Autoreifen verwendet. Die Rußteil-
II. Nanotechnologie–ChanceneinerneuenTechnologie
9
ii. nanotechnologie – chancen einer neuen technologie
chen setzen sich in das polymere Netzwerk aus Gummi-
Molekülen.SowirdderReifenmechanischverstärktundder
Verschleißverringert.
Synthetische amorphe Kieselsäuren (amorphes Silizium-
dioxid)werdenseitJahrzehntenindenverschiedenstenBe-
reicheneingesetzt.BeidenamorphenKieselsäurenwerden
schonimHerstellungsprozessausdenprimärerzeugtenNa-
nopartikelnrechtstabileamorpheStrukturenimMikrometer-
bereichaufgebaut.AmorpheKieselsäurendienenalsVerstär-
kungsmittelinSilikonkautschuk,alsGelbildnerinKosmetika
sowiealsFließ-bzw.RieselverbessererbeiderTablettenher-
stellung.InLackenundinKleb-undDichtstoffensorgensie
fürdierichtigeViskosität.SiesindHauptbestandteilbeider
Herstellung leistungsfähiger Hochtemperatur-Isolationsma-
terialienunddieneninderMikrochipindustriealsultrafeines
Poliermittel. In Reinigungsmitteln wird amorphes Silizium-
dioxidalsVerdickerundalsHilfsmittelzurVeränderungvon
Oberflächeneigenschaften eingesetzt. Wassertröpfchen be-
netzendiemitdiesenReinigungsmittelnbehandeltenFens-
terscheiben sofort und fließen augenblicklich zusammen;
die Scheibe beschlägt deshalb auch nicht. Der Vorteil für
denVerbraucher ist ein geringerer Reinigungsaufwand auf-
grund derbesserenbzw.gleichmäßigerenBenetzungseigen-
schaften.
MitHilfeeinesSols,indem20–50nmgroßeSiliziumdioxid-
Kügelchenenthaltensind,wirdantireflexbeschichtetesEin-
scheibensicherheitsglasfürdenSchutzvonSonnenkollekto-
renundPhotovoltaikanlagenhergestellt.Dankeinerdünnen
SchichtausSiliziumdioxidkannnahezudasgesamteenerge-
tischnutzbareSpektrumdesSonnenlichtsdieAbdeckscheibe
durchdringen.DieReflexionwirdvonachtaufzweiProzent
reduziertundsodieEnergieausbeutevonSolaranlagendeut-
licherhöht.
Seit längerem ist ein speziell beschichtetes Papier für Tin-
tenstrahldrucker auf dem Markt. Eine poröse Schicht aus
Siliziumdioxid-Nanomaterial adsorbiertdie feinversprühte
TintesofortunderlaubtdamiteinehoheDruckgeschwindig-
keit.
Viele Sonnencremes enthalten Titandioxid- oder Zinkoxid-
Nanopartikel. Die Creme bleibt auf der Haut transparent,
denn die vor der UV-Strahlung schützenden Oxid-Partikel
sindsoklein,dasssie fürdas langwelligeresichtbareLicht
durchlässigsind.DieschädlichenUV-Strahlenmiteinerkür-
zerenWellenlängewerdenzuverlässigblockiert.
Auch in neuartigen Polyamidfasern blockieren Titandioxid-
Nanoobjekte die schädlichen UV-Strahlen. Es kann so ein
Lichtschutzfaktorvonbiszu80realisiertwerden.
Kunststoffbrillengläser werden dank einer Oberflächen-
veredelung mit Zirkondioxid- und Titandioxid-Nanoobjek-
ten,diemitSiliziumdioxidummanteltsind,kratzfester.
InderGlasurneuartigerkeramischerWand-undBodenflie-
sen ist nanoskaliges Titandioxid verteilt. Dieses ist photo-
katalytischaktivundbildetbeiLichteinfallmitanhaftenden
Substanzen wie Sauerstoff, Wasser oder organischen Sub-
stanzenreaktiveRadikale,dieunerwünschteStoffezersetzen
können,z.B.intoxikologischunbedenklicheSubstanzen.Bei
derAnregungdurchUV-Strahlung,z.B.Sonnenlicht, lassen
sichdurchOxidationmitHilfevonnanoskaligemTitandioxid
in Fassadenfarben oder Betonoberflächen Luftschadstoffe,
wieStickoxide,vermindern.WirdfürdieAnregungsichtbares
Licht(esreichtz.B.dieInnenraumbeleuchtung)verwendet,
könnenentsprechendausgerüsteteInnenwandfarbenflüch-
tige organische Verbindungen (z. B. Gerüche) beseitigen.
AuchandereSelbstreinigungseffektesindmitHilfederPho-
tokatalysemöglich:DiegebildetenRadikalekönnenBakte-
rien, Pilze, Algen und Moose zerstören und die Entstehung
neuerErregerverhindern.
Schmutzabweisende Sanitärkeramiken werden auch durch
Zusatz von nanoskaligem Aluminiumoxid bzw. Siliziumdi-
oxidindieGlasurhergestellt.
Ein neu entwickelter Lack enthält mit Silber beschichtetes
Nano-Titandioxid, um Bakterien und Pilze abtöten zu kön-
nen.Der fürdassichtbareLichtdurchlässigeLackkannauf
Metall,KunststoffoderGlasaufgebrachtwerden.
Silber-NanopartikelwerdeninmedizinischenGegenständen
als antibakterielle Komponente und für Selbstreinigungsef-
fekteeingesetzt.
SensorenspieleninderArbeitssicherheit, imUmweltschutz
undbeichemischenProzesseneinewichtigeRolle.Zinnoxid-,
Indiumoxid- und Wolframoxid-Nanomaterialien ändern
ihre elektrische Leitfähigkeit in Gegenwart von bestimmten
Gasen und eignen sich dadurch hervorragend als Sensor-
material zum Aufspüren von Gasen oder höhermolekularen
Kohlenwasserstoffen. Die Empfindlichkeit solcher Sensoren
hängtstarkvonderStrukturihrerOberflächeab,dievonder
FeinkörnigkeitderverwendetenOxidebeeinflusstwird.
Ferrofluide (DispersionenmitnanoskaligemEisenoxidoder
anderenmagnetischenMaterialien)werdenz.B. inschnell
rotierenden Computerfestplatten als flüssige Dichtungen
eingesetzt.
BeschichtetesnanoskaligesEisenoxidwirdinderKernspin-
tomografie als bildgebendes medizinisches Kontrastmittel
benutzt.
10
ii. nanotechnologie – chancen einer neuen technologie
Für die industrielle Hydrierung werden nanoskalige Palla-
dium/Platin-Katalysatoreneingesetzt,dieaufeinemTräger-
material aufgebracht sind und eine sehr hohe aktive Ober-
flächebesitzen.
Katalytische Reaktionsschritte werden in der chemischen
Industrie breit angewandt. Mit Hilfe nanoskaliger Katalysa-
torenwirdderVerbrauchvonRohstoffensignifikantreduziert
undNebenreaktionenundEnergieverbrauchwerdenminimiert.
Ein bemerkenswertes Beispiel ist der Autoabgaskatalysa-
tor,mitdemKohlenwasserstoff-,NOx-undKohlenmonoxid-
Emissionenum90%reduziertwerden.Sowohlinmobilenals
auchinstationärenAnwendungenführenKatalysatorenaus
NanomaterialienzusaubererenVerbrennungsvorgängenund
folglichzueinerVerringerungderEmissionen.
Polymerdispersionen,diePolymerteilcheninderGrößenord-
nungvon10nmbiseinigen100nmenthalten,findenz.B.als
Bindemittel für Fliesenkleber und Anstrichfarben sowie zur
VeredelungvonPapier,TextilienundLederAnwendung.
Nanoröhrchen aus Kohlenstoff (Carbon Nanotubes, CNT)
zeichnen sich durch hervorragende Werkstoffeigenschaften
aus,diefürdieSteigerungderelektrischenLeitfähigkeit(Na-
nodraht)unddiemechanischeVerstärkungvonKunststoffen
idealsind.ErsteProduktefürdenFreizeitbereichsindbereits
aufdemMarkt,z.B.Eishockey-Schläger,Tennisschlägerund
GolfschlägerausCNT-verstärktenKunststoffen.AuchinFlü-
gelnvonWindkraftwerkenfindenCNTEinsatz:Dankgeringe-
remGewichtundhöherermechanischerBelastbarkeitkann
dieSpannweitederFlügelerhöhtundsodieWindenergieef-
fizienterinelektrischenStromumgewandeltwerden.
PolymereNanofasernfindenseitJahrenverstärktenEinsatz
inderFiltertechnik,beispielsweiseindereffizientenLuftfil-
tration imAutomobilbereich.DesWeiterenkommenderzeit
Hightech-TextilienaufdenMarkt,diedurchelektrogesponnene
NanofaserneinestarkverbesserteAtmungsfähigkeitaufwei-
senbeigleichzeitiganhaltendemSchutzvorRegenundWind.
II.3. NanomaterialieninProdukteninderEntwicklungoderkurzvorderMarkteinführung
MitHilfeeinesneuentwickeltenhydrophoben–alsowasser-
abstoßenden–nanoskaligenSiliziumdioxids,das ineinem
organischen Lösungsmittel dispergierbar ist, können auf
verschiedenenWerkstoffen mikro- und nanoskalige Schich-
tenaufgebrachtwerden,diederOberflächeselbstreinigende
Eigenschaftenverleihen.BeispielsweisekönnenFässer,Be-
cher,PipettenundSchüsseln innensobeschichtetwerden,
dassdieserückstandslosentleertwerden.EineBeschichtung
mitdieserneuenSiliziumdioxid-Formulierungliefertauchbei
vielen Gewebearten selbstreinigende Textilien, die zudem
wasserabweisendsind.DieAtmungsaktivitätbleibtdennoch
erhalten.
Nanoskalige Tonerden („Nano-Bentonite“) können als Füll-
stoffefürPolymerezurHerstellungsogenannter„Nanocom-
posit-Polymere“verwendetwerden.EinZusatzvonbiszu5%
nanoskaliger Tonerde kann die Steifigkeit von Polyolefinen
deutlichverbessern.AußerdemwirddasSchrumpfverhalten
verringertunddieThermostabilitätzusammenmitderChe-
mikalienresistenz erhöht. Zudem sind die mit Tonerde ver-
stärktenPolymereimVergleichzumitGlasfasernverstärkten
Polymeren leichter.Tonerde enthaltende Nanocomposit-Po-
lymere lassensichschwererentflammenalsunmodifizierte
und tropfen beim Brennen weniger – sie reduzieren so die
GefahrschwererBrandwunden.AuchtechnischeKunststoffe
wie Polyamid lassen sich mit nanoskaligenTonerden quali-
tativ verbessern. Wie bei den Polyolefinen verbessern sich
Schrumpfverhalten, Thermostabilität und Chemikalienresis-
tenz; zudem können dünnwandigere Teile hergestellt wer-
den. Anwendungen sind Stoßstangen, Innenverkleidungen
vonAutos,Chemikalienbehälter,aberauchTextilien.
Polymer-Composite mit nanoskaliger Tonerde werden auch
zur Herstellung neuartiger Folien genutzt. Je nach Zusam-
mensetzung und Matrix können die Tonerden als Barriere-
stoffe für Wasser, Sauerstoff oder Kohlendioxid eingesetzt
werden(Anwendungz.B.inPET-undPolypropylen-Flaschen
bzw.generellbeiMaterialienimVerpackungsbereich).
EinneuerKlebstoffsollermöglichen,dasssicheineKlebever-
bindung„perKnopfdruck“ausbildenundwiederlösenlässt.
ImKleberschwimmendabeireineunddotierteEisenoxid-Na-
noobjekte.MitHilfeeinesMagnetwechselfeldeserhitzendie
winzigenNanoobjektedenKlebstoff,derdabeiaushärtet.Ein
stärkeres Feld und höhereTemperaturen können die Stoffe
späterwiedertrennen.
InderMedizinwirdvielmitmagnetischenEisenoxid-Nanoob-
jektengeforscht:MitWirkstoffenbeladensollendieNanoob-
jekteimKörperdurcheinMagnetfeldgezieltineinOrgange-
steuertwerdenunddortihreFrachtabladen.DieseArbeiten
befindensichnochimBereichderklinischenForschung.Eine
etwaseinfachereVariante,indermagnetischeEisenpartikel
in Tumore gespritzt und mittels magnetischer Wechselfel-
dererhitztwerden,damitderTumordurchdieentstehende
Wärmezerstörtwird,befindetsichderzeit inderklinischen
Prüfung.
Nanoskaliges Aluminiumoxid wird als Zusatzstoff in Lacke
eingearbeitet,wodurchMöbelundParkett-bzw.PVC-Böden
11
ii. nanotechnologie – chancen einer neuen technologie
kratzfester werden sollen. Diese Lacke werden zurzeit auf
ihreMarktchancengetestet.
„Nanophosphore“ sind fluoreszierende Teilchen mit einer
Teilchengröße unter 10 nm, die beispielsweise aus Metall-
Silikaten, -Oxiden, -Sulfaten oder -Phosphaten bestehen,
inderenKristallgitterz.B.einzelneLanthanoid-Ioneneinge-
baut sind. DieWellenlänge ihres Emissionslichts hängt von
der Art der verwendeten Lanthanoid-Ionen ab. Nanophos-
phoresollenUntersuchungenvonBlut-,Speichel-,Urin-und
HaarprobeninZukunftnochschnellerundsicherermachen.
Nanoröhrchen aus Kohlenstoff (Carbon Nanotubes, CNT)
undNanofasernausKohlenstoffkönnendiephysikalischen
Eigenschaften von Kunststoffen verändern und damit neue
Anwendungenermöglichen.SosindnachgewissenSynthe-
se-Methoden hergestellte Carbon Nanotubes gute thermi-
scheLeiter.Siekönnenaberauchsohergestelltwerden,dass
sie entweder elektrische Leiter- oder aber Halbleitereigen-
schaften sowie eine äußerst hohe mechanische Festigkeit
aufweisen.AnwendungenleitenderNanotubesundNanofa-
sernsindz.B.antistatischausgerüstetePolymere.
Carbon Nanotubes (CNT) können außerdem die physikali-
schenEigenschaftenvonMetallen(z.B.Aluminium)positiv
beeinflussen.NeuartigeCNT-Aluminium-Kompositebesitzen
fast die Festigkeit von Stahl, sind aber nur halb so schwer.
DadurchhabensieüberalldortEinsatzchancen,woGewicht
undEnergieverbrauchdurchLeichtbaugesenktwerdensol-
len–beispielsweiseinderAuto-undFlugzeugindustrie.
II.4. ForschungfürneueAnwendungen
DieNanotechnologieweistnocheingroßesPotentialauffür
neueundbesondereFunktionalitätenindenverschiedensten
Bereichen:
» ElektronikundOptik
» Gesundheit
» Energie
» Bauwesen
» Umwelt
ImFolgendensindexemplarischeinigeForschungsfeldermit
hohemAnwendungspotentialskizziert.DieAuswahlumfasst
Partikel-Systeme,SchichtensowieporöseSystememiteiner
DimensionierungimNanometerbereich.
ElektronikundOptik
Preiswerte elektronische Bauelemente und Sensoren, die
ausnanostrukturiertenMaterialienaufgebautwerden,haben
ausgezeichneteMarktchancen.HiersindForschungsarbeiten
hinsichtlich der Zusammensetzung und Formulierung der
MaterialiensowiederEntwicklungunkonventionellerneuer
Produktionstechniken, z. B. dem Ink-Jet-Verfahren, notwen-
dig.
Langfristig wird am Einsatz von Carbon Nanotubes in einer
neuenGenerationvonComputerchipsgearbeitet.DieNano-
tubessollen–aufeinengeeignetenKunststoffträgeraufge-
bracht–alsLeiterbahnenundTransistorenagieren.Sosollen
ChipsmiteinerumdenFaktoreineMillionhöherenSpeicher-
dichtealsdurchdieherkömmlicheSilizium-Technologierea-
lisiertwerden.
Forschungsbedarf besteht weiterhin bei der Herstellung
transparenter elektrisch leitfähiger Beschichtungen, z. B.
für Flachbildschirme, die über eine geeignete Oberflächen-
strukturierungimNanometerbereichbzw.überdasAufbrin-
gen von funktionalisierten Nanoobjekten erzeugt werden
können.
In der Polymerelektronik werden derzeit OLEDs (Organic
Light Emitting Diodes) mit Schichtdicken im Nanometerbe-
reichfürAnwendungeninFarbdisplaysgetestet.Forschungs-
bedarf besteht hier insbesondere bei der Lebensdauer der
OLEDs,diebislangfürdenAlltagseinsatzzugeringist.
Gesundheit
WirkstoffträgerausnanoskaligenMaterialienkönnenfürdie
Behandlung bislang nicht oder nur schwer therapierbarer
Krankheiten,z.B.Krebs,DemenzerkrankungenoderDiabe-
tes,wesentlicheFortschrittebringen. IndenmeistenFällen
werdendabeiNanoobjektealsTransportvehikelfürWirkstof-
fe eingesetzt. Dadurch kann derWirkstoff gegen vorzeitige
ZersetzunggeschütztoderbesservomKörperaufgenommen
werden. Auch schwer lösliche Wirkstoffe könnten so effek-
tiver transportiert werden. Vielfältige Möglichkeiten bieten
dabeiunterschiedlichechemischeVeränderungenderOber-
flächedernanopartikulärenWirkstoffträger.DurchEinführen
speziellerbiologischerFunktionalitätenkanneinegerichtete
WirkstofffreisetzungamZielorterreichtunddamitdieWirk-
samkeitdesMedikamentserhöhtunddieNebenwirkungen
verringertwerden.AuchkönnennanopartikuläreTransport-
systemeeineMöglichkeitsein,körpereigeneBarrieren,wie
beispielsweise die Blut-Hirn-Schranke, zu überwinden und
so Medikamente direkt ins Gehirn zu transportieren. Nano-
partikuläreWirkstoffträgerkönnenzudemmitMarkierungen
versehenwerden,dieesmöglichmachen,dieVerfügbarkeit
derWirkstoffeamZielortzuüberprüfen.
Weiterhin ist die Beschichtung von Implantationsmaterial
mit biokompatiblen oder leicht zu reinigenden Oberflächen
mitbiozidenoderanti-adhäsivenEigenschaftenvonInteresse.
12
Energie
Forschungsbedarf besteht bei der Synthese und Formulie-
rung von Nanoobjekten für Super-Kondensatoren (Super-
Caps)fürdiekurzfristigeEnergiespeicherung,z.B.inVerbin-
dungmitSolarzellen.DieseSuper-Kondensatorenließensich
auch zur kurzzeitigen Speicherung großer Energiemengen,
z.B.imAutomobilbereichfürdieSpeicherungderBewegungs-
energie,einsetzen.
Ebenso werden durch Verwendung von Nanomaterialien
verbesserte Akkumulatoren als Energiespeicher (beispiels-
weise neue Lithium-Ionen-Batterien) und leistungsfähigere
KatalysatorenfürBrennstoffzellenerwartet.
Zur Speicherung von Wasserstoff für Brennstoffzellen wer-
denmetallorganischeNanostrukturen,sog.MOFs(metalor-
ganicframework)untersucht.MitnanoporösenNetzwerken,
dieaussolchenStrukturenaufgebautsind,könnenheutebis
über10Gew.-%Wasserstoffgespeichertwerden1,allerdings
beitiefenTemperaturenundhohenDrücken.Zielistes,min-
destens6,5Gew.-%SpeicherdichteauchbeiRaumtempera-
turzuerreichen,dannbeginnensie,füreineAnwendungz.B.
imWasserstoff-Brennstoffzellen-Autointeressantzuwerden.
Bauwesen
DasVerständnisnanoporöserSystemeistfürneueundent-
scheidend verbesserte Anwendungen in der Isolationstech-
nikvongroßemInteresse.SokönntenMaterialienmitPoren
imNanometerbereichfüreineverbesserteIsolationswirkung
bei Dämmmaterialien im Gebäudebau, aber auch im Flug-
zeug-undFahrzeugbau,führen.
Nanometerdicke Schichten sind für den Oberflächenschutz
und die Funktionalisierung von Oberflächen nutzbar. Die
„Lotosoberfläche“,alsodieselbstreinigendeOberflächevon
WändenoderDachziegeln,isteinBeispielfürdenerfolgrei-
chen Transfer nanotechnologischer Forschung in die Praxis
(obwohl die Lotosoberfläche eigentlich aus mikro- und na-
nometer-strukturiertenAnteilenbesteht).BeimEinsatzent-
sprechenderWandfarbenimGebäudeschutzzeigtsichaber,
dassdieTechniknochweiterentwickeltwerdenmuss(höhere
HärtederOberflächenschicht,keineSchmutzstreifenbildung
beiRegen).SpeziellimHinblickaufdieKombinationphysika-
lischerundchemischerNanotechnologie(Oberflächenstruk-
turierungbzw.Hydrophilisierung/Hydrophobierung)besteht
nochgroßesVerbesserungspotential.
Umwelt
NanotechnologieunddieVerwendungvonNanomaterialien
weisendasPotentialauf,dieUmweltauswirkungenvontech-
nischenProzessenundProduktensignifikantzureduzieren.
DarüberhinauskönntederGebrauchvonNanomaterialienzu
InnovationeninanderenSektoren,wiez.B.imGesundheits-,
Medizin-,Automobil-,Luftfahrt-undEnergie-Sektor, führen.
EinigeBeispielefürpositiveUmwelteffektesinduntenaufge-
führt.DarüberhinausgibtesinderLiteraturvieleweitereer-
folgversprechendeGebietefürproduzierteNanoobjekte.2,3,4
Werkstoffe, die mit Kohlenstoffnanoröhren verstärkt und
dadurchzugleichstabileralsauchleichteralsherkömmliche
Materialiensind,könnendazubeitragen,Energieeinzuspa-
ren.DieseGewichtsreduktionkanninFlugzeugenzuverrin-
gertemTreibstoffverbrauchführen,dieerhöhteStabilitätbei
Windkrafträdern zu größeren und damit mehr Energie lie-
ferndenRotorblättern.5
AuchdieEffizienzregenerativerEnergiequellenwieSolarzel-
len kann durch den Einsatz von Nanomaterialien optimiert
werden. Nanomaterialien verbessern effiziente und kosten-
günstige Methoden zur Energieumwandlung und -speiche-
rung (d. h. Brennstoffzellen und Lithium-Ionen-Batterien)
undführensozuAutosmitniedrigenEmissionswertenund
geringemSpritverbrauch.InAutosmitkonventionellem(Die-
sel-)Motor können selektive Katalysatoren dazu beitragen,
dieEmissionvonPartikelnundgasförmigenSchadstoffenzu
vermindern.6
DieWasseraufreinigungkanndurchnanoskaligebzw.nano-
strukturierte Materialien effizienter gestaltet werden. Zur
Reinigung von Wasser laufen Untersuchungen, die photo-
katalytische Wirkung von nanostrukturiertem Titandioxid
dazuzunutzen,Schadstoffeintoxikologischunbedenkliche
Substanzen umzuwandeln. Auch Eisen und andere Metalle
sowieDiamantkönneninnanoskaligerFormzurWasserauf-
reinigung–teilsdirektimGrundwasser–verwendetwerden.
ImMai2010startetenhierzudievomBMBFgefördertenPro-
jekte NAPASAN7, Fe-NANOSIT8 und NADINE9 aus der Nano-
Nature-Förderung.
MembranenundhochsensitiveSensorenmacheneinefrühe
ErkennungvonVerunreinigungenmöglich,bevoreinSchaden
auftretenkann.ZusätzlichkönnenNanomaterialien(öko-)to-
xischeSubstanzenersetzen(d.h.Flammhemmeroder toxi-
scheKorrosionsinhibitoren).
ii. nanotechnologie – chancen einer neuen technologie
1 http://www.rsc.org/ej/CS/2009/b802256a.pdf2 „NanotechnologieninderSchweiz:Herausforderungenerkannt“,BerichtzumDialogverfahrenpublifocus„NanotechnologienundihreBedeutungfürGesundheitundUmwelt“,Zentrum
fürTechnikfolgenabschätzung,TA-P8/2006d,Bern,2006,ISBN-Nr.3-908174-25-23 NanoRoadSME:http://www.nanoroad.net4 NachhaltigkeitseffektedurchHerstellungundAnwendungnanotechnologischerProdukte,SchriftenreihedesIÖW177/04,Berlin5 Vgl.http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Inno.CNT/CarboAir6 Vgl.http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/nano-scr7 Vgl.http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/NAPASAN8 Vgl.http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Fe-NANOSIT9 Vgl.http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/nadine
13
Die große Zahl an möglichen, teils auch schon realisierten
Anwendungen der Nanotechnologie macht deutlich, dass
Untersuchungen zu einem möglichen Risiko eine hohe Pri-
orität eingeräumt werden musste. Die dabei gängige Vor-
gehensweise ist, einerseits die potentielle Gefährdung zu
betrachten,d.h.zuuntersuchen,obsicheinegesundheitliche
Gefährdung ergibt, wenn Lebewesen mit Nanoobjekten in
Kontakt kommen. Um ein Risiko für die Bevölkerung, aber
z.B. auch einen Arbeitnehmer am Arbeitsplatz abschätzen
zu können, braucht man neben der o.g. Gefährdung ande-
rerseitsauchnochdieWahrscheinlichkeit,dasseszueinem
KontaktderPersonenmitderbetrachtetenSubstanzkommt.
Man spricht in diesem Zusammenhang von der Exposition.
DasRisikohängtsowohlvonderGefährdungalsauchvonder
Expositionab;üblichist,vonRisikoalsProduktvonGefähr-
dungundExpositionzusprechen.GibteskeineGefährdung
odergibteskeineExposition,danngibtesauchkeinRisiko.
ImKapitelIII.1werdenzunächstdiezuklärendenFragenge-
stelltundthematischgeordnet.InKapitelIII.2werdendievor-
handenen Antworten exemplarisch aufgeführt: Die human-
und ökotoxikologischen Aspekte sind in den Unterkapiteln
III.2.1undIII.2.2summiert. InKapitel III.2.3werdenweiter-
hineinigeProjekteaufgezeigt,diesichmitderExpositionvon
Nanoobjektenbeschäftigen.
III.1 FragenzuNanomaterialien
SchonimJahr2003habeninDeutschlanddieDECHEMAund
derVCI einen gemeinsamen Arbeitskreis „Responsible Pro-
ductionandUseofNanomaterials“etabliert,demFachleute
aus Industrie und Hochschulen, vor allem aus Deutschland
angehören.AuchdiedeutschenRegulierungsbehördensind
indasGremiumeingebunden.DieGruppetauschtsichüber
wissenschaftlicheErgebnisseund„bestpractice“zuSicher-
heitsaspekteninderProduktionundimGebrauchvonNano-
materialienaus.SiehatauchdieuntenaufgeführteListeder
prioritären Forschungsthemen im Jahr 2005 erarbeitet und
diezuerwartendenProjektergebnissetabellarischzugeord-
net, wie es in derTabelle in Kapitel III.2.1.3 abgebildet ist.
FürdasvorliegendePapieristdieseZuordnungvonProjekten
zudeninderRoadmapgestelltenFragenaufdenaktuellen
Stand(Anfang2011)gebrachtworden.
III.1.1 FragenzurHumantoxikologieundzurSicherheits-
forschungvonNanomaterialien
In der Liste der Prioritären Forschungsthemen, die vom
DECHEMA/VCI-ArbeitskreisResponsibleProductionandUse
of Nanomaterials im Jahr 2005 erstellt wurde und die auf
Seite12abgebildet ist,sinddieprioritärenFragestellungen
zur Sicherheitsforschung von Nanomaterialien zusammen-
gefasst.SiezielenaufeinvertieftesVerständnisderbiologi-
schenEffekteundMechanismen.
DiePunkteausdieserPrioritätenliste,dieinProjektenbear-
beitetwerdenoderwurden,sindinderTabelle inAbschnitt
III.2.1.3inFormeinerRoadmapmarkiertundzeitlichterminiert.
III.1.2 FragenzuumweltbezogenenSicherheitsaspekten
sowiezurFreisetzungvonNanoobjekten
DieEffekte freierNanoobjekteaufdieUmweltmüssen früh
untersuchtwerden.TypischeFragensind:
» Können spezielle Nanoobjekte bestimmte Bereiche der
Umweltschädigen?
» Werden Nanoobjekte aus Sonnencremes, Beschichtun-
genundFarbenindieUmweltfreigesetzt?
» WieistdasweitereSchicksalfreigesetzterNanoobjekte?
WirwirkensiesichaufWasserundBodenaus?Gibtes
unvorhergeseheneEffekte?
In der Ausschreibung10 des BMBF vom 28.05.2008 zur För-
dermaßnahme NanoNature werden aktuelle offene Fragen
imBereichderAuswirkungensynthetischerNanoobjekteund
-materialienaufdieUmweltbeschrieben11:
„DasVerhaltenunddieWirkungvonsynthetischenNanopar-
tikelnbzw.-materialiensowievonProduktenmitintegrierten
funktionalenNanomaterialieninderLuft,imWasserundim
Bodensollenuntersuchtwerden.DazusolldergesamteLe-
benszyklusderNanopartikelbzw.-materialieninBezugauf
III.FragenundAntwortenzurEmission,Umwelt-undHuman-ToxikologievonNanomaterialien
10 http://www.bmbf.de/foerderungen/12531.php
11 ImFolgendenwirdderOriginal-AusschreibungstextdesBMBFzitiert.SpäterimgleichenJahrwurdedieDINCENISO/TS27687alsVornormveröffentlicht,indereineallgemeineDefini-tionvonsog.Nanoobjekteneingeführtwurde,womitdieErscheinungsformvonnanoskaligenObjektenbeschriebenwird,dieimAusschreibungstextmitNanopartikelnbenanntwurde.FolglichmussimAusschreibungstextderBegriff„Nanopartikel“nachheutigerWortwahldurch„Nanoobjekte“ersetztwerden.
iii. fragen und antworten zur emission, umwelt- und human-toxikologie von nanomaterialien
14
iii. fragen und antworten zur emission, umwelt- und human-toxikologie von nanomaterialien
einemöglicheÖkotoxizitätbetrachtetwerden.Dafürsindfol-
gendePunktevonBedeutung:
» Aufstellung von Struktur-Wirkungs-Beziehungen (Leit-
strukturbestimmung), Erforschung von Wirkmechanis-
men und relevanten Wirkschwellen zur ökotoxikologi-
schenBewertung
» Parameterbestimmung (z.B. Größe/Oberfläche, Kristall-
struktur, Agglomerationsverhalten, Suspendierbarkeit)
auch unter Berücksichtigung der natürlichen Hintergrund-
belastung (Unterscheidung synthetische/nicht synthe-
tischePartikel)
» ErarbeitungvonBasistechnikenundStandardtestverfah-
ren, Etablierung von Referenzmaterialien, Reproduzier-
barkeitundModelling
» UntersuchungenzurStabilitätderFunktionalitätundzum
EintragderPartikelindieUmwelt(z.B.AnalysevonAuf-
nahmemechanismen, Eintragsmengen, Eintragsformen,
AbbauprodukteundBioakkumulation)
» Mobilität und Transformation der Partikel (z. B. Biover-
fügbarkeit, Persistenz, Metamorphose, Multigenerati-
onseffekte, Mischungstoxizität, Transporteffekte, Lang-
zeiteffekte)
» RisikoabschätzunganrealenMatrices(z.B.Bestätigung
derErgebnissedurchumweltrelevanteUntersuchungen,
AbleitungundÜbertragbarkeitvonGesetzmäßigkeiten)“
Die in der BMBF-Ausschreibung genannten, bedeutsamen
Punktefassenkurzzusammen,wasineinerAufstellungdes
Arbeitskreises„ResponsibleProductionandUseofNanoma-
terials“detaillierteraufgeführtwurde.DiesePunkte,dieso-
wohlumwelttoxikologischealsauchExpositionsaspekteum-
fassen,sindimFolgendenaufgelistet.Aufdiesedetailliertere
ListebeziehtsichauchdieGegenüberstellungderFragestel-
lungenzudendurchgeführtenProjekteninKapitelIII.2.2.3:
EntwicklungvonMethodologienfürdieÜberprüfung
vonEffekten
1) Entwicklung von global harmonisierten Methoden für
dieMessungdesUmwelteinflussesundderÖkotoxizität
(Standardisierungerforderlich)
– Untersuchung, um herauszufinden, ob existierende
MethodenauchfürdieMessungvonUmwelteinflüssen
vonNanoobjektenangewendetwerdenkönnen.Wenn
notwendig, müssen die Testprozeduren angepasst
werden und Standardprobenvorbereitungsmethoden
(Rühren, Ultraschallbehandlung, Filtration, etc.) be-
rücksichtigtwerden.DieTestmethodensolltenallere-
ListederPrioritärenForschungsthemen(Humantoxikologie)
ToxikodynamikvonNanopartikeln(toxikologischeund
physiologischeStudien)
A.1 UntersuchungderentscheidendenParameterfürdie
toxischen Effekte (Größe, chemische Zusammenset-
zung,Oberflächen-,Morphologieeffekte,...)
A.2 Entwicklung und Bewertung von toxikologischen
Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung für die Er-
kennung unterschiedlicher spezifischer Wirkungen
imKörperunterkonkretenPraxisbedingungen,z.B.
amArbeitsplatz.Identifikationbzw.Entwicklungge-
eigneter(neuer)toxikologischerModelle(invivound
invitro),EntwicklungvonschnellenScreening-Mög-
lichkeitenzurUntersuchungtoxikologischerEffekte
bereitsinderEntwicklungsphase
A.3 Durchführung toxikologischer Studien für andere
StoffealsTitandioxidundIndustrieruß
A.4 Entwicklung von Methoden zur reproduzierbaren
Aerosolherstellung im Nanobereich für toxikologi-
scheStudien
ToxikokinetikundMechanistischeStudien
A.5 Transport von Nanoobjekten in Zellen hinein und
durch Zellen hindurch (Überschreiten von organis-
mischen Schranken – Blut-Hirn-Schranke, Plazenta-
schrankeu.a.m.)
A.6 AufnahmemechanismenvonNanoobjektenüberdieHaut
A.7 AufnahmemechanismenvonNanoobjektenüberdie
Lunge
Partikel:Analytik/Herstellung/Freisetzung/
Umweltrelevanz/Entsorgung
A.8 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (iso-
lierte Nanoobjekte, Agglomerate) und Entwicklung
von Methoden zur Erfassung von Art und Konzen-
trationvonNanopartikelnamArbeitsplatzundinder
Umwelt
A.9 StabilitätvonAgglomeratenunterrealentechnischen
Bedingungen
A.10 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (iso-
lierteNanoobjekte,Agglomerate)imKörper
A.11 Zerfallsmechanismen von Agglomeraten in Körper-
flüssigkeit
15
iii. fragen und antworten zur emission, umwelt- und human-toxikologie von nanomaterialien
levanten unterschiedlichen Arten von Lösungsmitteln
beinhalten sowie mögliche Seiteneffekte in Betracht
ziehen,z.B.dieInteraktionvonNanoobjektenmitder
Analyseeinheit
– Entwicklung einer Standardprozedur für die Bestim-
mungderPartikelgrößewährenddereinzelnenTests
2) IdentifikationundVorbereitungvonReferenz-Nanoobjek-
ten
– Identifizierung und Definition von Produzenten, die
identifizierteReferenzmaterialienüber langeZeitpro-
duzierenundliefernkönnen
– Identifikation der Hauptparameter für die Charakteri-
sierungderNano-FormeinesReferenzmaterials
Substanzeigenschaften
3) Bestimmung der Agglomeration/Segregation von spezi-
fischen Nanoobjekten (Stabilität des Nanoobjekts), Ge-
neralisierung der Resultate, um ein Standardmodell für
Agglomeration/Segregationzuentwickeln
– Bestimmung der Randbedingungen und der Rate der
Agglomeration/Segregation von bestimmten Nanoob-
jekten
– UntersuchungderthermodynamischenPrinzipien,die
die„Phasenübergänge“bestimmensowiederrelevan-
tenphysikalischenEigenschaftenderObjekte
– Untersuchungen,obdasVerhaltenvonNanopartikeln/
-objektenmitdenstrukturellenEigenschaftenzusam-
menhängt und ob die Effekte generalisiert werden
können
– VergleichderKinetikenvonstandardisiertenMaterialien
– EntwicklungeinerStandardprozedurfürdieFestlegung
derPartikelgrößewährendverschiedenerTests
4) Aspekte zum Lebenszyklus (Beseitigung von Stäuben,
Recycling)
– Untersuchungen zur Emission von Nanoobjekten aus
ProduktenwährendihrerLebenszeit
– Durchführung von Life Cycle Assessments für unter-
schiedliche Nanoobjekte oder für ein Beispiel eines
relevantenNanoobjekts,dasinverschiedenenAnwen-
dungenverwendetwird
– UntersuchungenderdirektenUmwelteffekte(z.B.Frei-
setzungvonNanoobjektenindieUmwelt,Stabilitätvon
Nanostrukturen)und indirekteEffekte (z.B.Abfallbe-
seitigung von Staub, Recycling, Energieaufwand und
Kohlendioxidemissionen)
– Überprüfung des natürlichenVorkommens als Hinter-
grundwert von spezifischen Materialien (Eisenoxide,
Titanoxid,Siliziumdioxid)beiMessungen
VerhaltenundSchicksalinderUmwelt
5) Bestimmungen der Mobilität von persistenten, techni-
schenNanoobjekteninOberflächenwässern,Grundwäs-
sern und Böden (Deposition, Mobilisation, Adsorption,
Desorption, Kinetik, Verteilung, Morphologie) und der
wesentlichenParameterzurFestlegungihrerMobilität
– ModellierungderDiffusionundDispersionvonNano-
objekteninWasser,BodenundLuft
– Entwicklung von Modellen, die die Wechselwirkung
zwischen Nanoobjekten und anderen Substanzen in
relevantenGebietendarstellen
– Untersuchungen,umherauszufinden,obSubstanzen,
diez.B.inorganischenMediengelöstsind,dieStabi-
litätvonNanostrukturenbeeinflussenund/odermögli-
cheWegedesTransports
6) EntwicklungvonMethodologien,mitderenHilfeNanoob-
jekteinderUmwelt(Luft,Wasser,Boden)beirelevanten
(z.B.niedrigen)Konzentrationenidentifiziertundquanti-
tativbestimmtwerdenkönnen
– DieMethodenmüssengeeignetsein,zwischennatür-
lichvorkommendenundtechnischhergestelltenNano-
objektenzuunterscheiden
7) BestimmungderHintergrundlastanNanoobjekteninder
Umwelt,umdenBeitraganthropogenerQuellenabschät-
zenzukönnen
– DieHintergrundlastenthältnatürlichekolloidaleNano-
objekte und unbeabsichtigt freigesetzte Nanoobjekte
(z. B. aus Verbrennungsprozessen); alle Umweltkom-
partimente (Boden,Wasser,Luft)müssenberücksich-
tigtwerden
– EinintensiverAustauschmitanderenProjekten,inde-
nendieBestimmungbzw.QuantifizierungvonNanoob-
jektenamArbeitsplatzoderinlebendenZellenbereits
behandeltwird,wirdempfohlen
– Ein interessanter Punkt könnte die Entwicklung von
Methoden für die vor-Ort-Analyse sein (Instrumente,
dieeinfachzuhandhabenundzutransportierensind,
so dass die Ergebnisse in kurzer Zeit vor Ort erreicht
werdenkönnen)
EffekteaufOrganismen
8) Untersuchung der Aufnahme von persistenten Nanoob-
jekten durch lebende Organismen/Mikroorganismen (in
vivoundinvitro).ZusammenstellungderInformationzu
Toxikokinetik,DepositionundAkkumulationvonpersis-
tentenNanoobjekten
– DielebendenOrganismen/Mikroorganismensolltendie
sein,dieauchfürStandardtoxizitätstestsrelevantsind
– Die Untersuchungen sollten verschiedene Aufnahme-
wegeundKinetikenberücksichtigen
III.2 Antworten:ProjektezurRisikoforschungvonNanomaterialien
Vieledero.g.offenenFragenwurdenbzw.werdenimRahmen
vonProjektenuntersucht,undeswurdenschonvieleAntwor-
16
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
tenaufdieFragengefunden.ImFolgendensolleinEinblick
in einige laufende und abgeschlossene Projekte gegeben
werden.Eswirdversucht,auchdiewesentlichenErgebnisse
herauszustellen.
III.2.1 ÜberblicküberProjektezurgesundheitsbezogenen
SicherheitsforschungvonNanomaterialien
ImFolgendenwerdendienationalenundinternationalenFor-
schungsprojekteaufgeführt,indenenmitdemSchwerpunkt
GesundheitvonNanomaterialiengeforschtwurdeoderwird.
HierbeiwerdenbewusstfastsämtlicheaufnationalerEbene
durchgeführtenProjektedargestellt,währenddiesfürinter-
nationaleProjektenurauszugsweisegeschieht,entsprechend
derVerfügbarkeitvonDatenzudenProjektergebnissen.
III.2.1.1 NationaleForschungsprojekte
Name ToxikologievonPartikelnaustechnischenProzessen/synthetischenNanopartikeln
Förderer InternesForschungsprogramm,ForschungszentrumKarlsruhe,InstitutfürToxikologieundGenetik
Laufzeit seitca.1990
Aufgabenstellung » ForschungsprogrammzurToxikologievonPartikelnaustechnischenProzessen
» seit1996weitervorangetriebeninRichtung„SynthetischeNanopartikel“
Name KooperationzwischendemHelmholtzZentrumMünchen12undderUmweltschutzagenturderUSA
(EPA)aufdemThemengebiet„feineundultrafeinePartikel“und„Allergien/Asthma“
Förderer HMGUMünchenundUSEnvironmentalProtectionAgency(EPA)
Laufzeit seit1998
Aufgabenstellung » EpidemiologischeStudienderVergangenheitzeigten,dasswinzigeStaubpartikelinderUmge-
bungsluftunsereGesundheitstarkbeeinträchtigenkönnen.BesondersgravierendsinddieFol-
genfürdasHerz-Kreislauf-SystemunddieLunge,abermöglicherweisekönnenauchweitereOr-
gansystemewiez.B.daszentraleNervensysteminMitleidenschaftgezogenwerden.AlsQuellen
desFeinstaubskonntendieWissenschaftlerausderGSFunddenUSAvorallemdenKraftverkehr
identifizierenundanzweiterStelledieIndustrie.EinweiteresThemaistderVergleichderunter-
schiedlichenQuellenderStäubeinbeidenLändern.
» AusderKenntnisderQuellenalleinkannjedochnichtdirektaufdiegesundheitlichenFolgenfür
dieBevölkerunggeschlossenwerden:ObderKontaktmitFeinstaubzueinerbestimmtenErkran-
kungführt,hängtsowohlvonderToxizitätderTeilchenab,alsauchvomGesundheitszustandund
AlterderbetroffenenPersonen.KardiovaskuläreErkrankungenbetreffenvorallemältereMen-
schenundMenschenmiteinerbestehendenVorerkrankung.DasRisikonimmtimAltervonüber
50Jahrenstarkzu.Herz-Kreislauf-ErkrankungensindgegenwärtigdiehäufigsteTodesursache.
WeitereInformationen http://www.helmholtz-muenchen.de/neu/aerosols/aktuelles1.php
12 Früher:GSF–ForschungszentrumfürUmweltundGesundheit
17
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
Name NanoHealth–NetzwerkNanopartikelundGesundheit
Förderer HMGUMünchen
Laufzeit 2000–2008
Aufgabenstellung » ErforschungderAerosolbelastungderAtmosphäreimHinblickaufdiemenschlicheGesundheit
» ProjektvonsechsHelmholtz-Zentren
Ziel:
1. Physikalische, chemische und biologische Eigenschaften von Aerosolpartikeln genauer zu
erforschen:
» AerosolpartikelausUmweltaerosolenphysikalisch,chemischundbiologischumfassendzucha-
rakterisieren,
» ModellpartikelfürausgewählteKlassenvonUmweltaerosolenherzustellen(z.B.Rußpartikelmit
chemischvariierenderHülle),
» dasrelevanteMaßderExpositionsdosis(chemischeKomponentenundderenGemische,Zahl,
OberflächeoderMassedieserPartikel)zuermitteln.
2. Aerosolpartikel insbesondere des Umweltaerosols zu identifizieren, die ein Gesundheitsrisiko
darstellen:
» gesundheitsrelevanteModellpartikelininvitroStudienzuidentifizieren,
» suszeptibleTiermodellezuetablieren,andenenReaktionendesAtemtraktsunddesHerz-Kreis-
lauf-SystemsaufdieExpositionmitumweltrelevantenKonzentrationensolcherModellpartikel
untersuchtwerden,
» Reaktionsmechanismenaufzuklären,
» epidemiologischeStudienmitneuenDosis-undReaktionsparameterndurchzuführen,
» eineRisikobewertungfürdieInhalationdieserUmweltpartikelvorzunehmen.
WeitereInformationen http://www.helmholtz-muenchen.de/neu/aerosols/index.php
Name NEW–Nanoparticleexposureinworkplaces
Förderer InternationalCarbonBlackAssociationundverschiedeneindustrielleDrittmittelgeber
Laufzeit 2000–2010
Aufgabenstellung „Nanoparticleexposure inworkplaces(NEW)“umfasstmehrereEinzelprojekteamIUTADuisburg,
diesichmitderUntersuchungderrealenMorphologie(isoliert,agglomeriert)vonNanoobjektenund
derEntwicklungvonMethoden,umdieArtundKonzentrationvonNanoobjektenamArbeitsplatzzu
detektieren,befassen.
Ergebnisse » Kuhlbusch,T.A.J.,Neumann,S., Fissan,H.,Numbersizedistribution,massconcentration,and
particle composition of PM1, PM2.5 and PM10 in Bagging Areas of Carbon Black Production,
J. Occup. & Environ. Hygiene1,660-671,2004.
» Kuhlbusch, T.A.J., Fissan, H., Particle Characteristics in the Reactor and Pelletizing Areas of
CarbonBlackProduction, J. Occup. & Environ. Hygiene3/10,558–567,2006.
» Kuhlbusch,T.A.J.,Fissan,H.,Asbach,C.,NanotechnologiesandEnvironmentalRisks,inNanoma-
terials: Risks and Benefits,Eds.:Linkov,I.,Steevens,J.,
ISBN:978-1-4020-9490-7,233-243,2009.
» Kuhlbusch,T.A.J.,Fissan,H.,Asbach,C.,MeasurementandDetectionofNanoparticlesWithinthe
Environment,inNanotechnology: Volume 2: Environmental Aspects.Ed.H.Krug,
ISBN978-527-31735-6,229-266,2008.
» WeitereVeröffentlichungensindderzeitinArbeit
18
Name CFN–ZentrumfürfunktionaleNanostrukturen(CFN)amKIT13
Förderer DFG
Laufzeit seit7/2001
Aufgabenstellung Der Transport von Nanoobjekten in und durch Zellen sowie der Durchgang durch Organbarrieren
(Blut-Hirn-Schranke,Plazentaschranke,etc.)wirduntersucht.
WeitereInformationen http://www.cfn.uni-karlsruhe.de
Name INOS–IdentificationandAssessmentoftheEffectsofEngineeredNanoparticlesonHumanand
EnvironmentalHealth
Förderer BMBF
Laufzeit 01/2006–12/2008
Aufgabenstellung IndemvomBMBFgefördertenProjektINOSwurdenmöglicheGesundheitseffektebeiderProduktion,
CharakterisierungundVerarbeitungvonnanoskaligenPulvernevaluiert.
Die Arbeiten konzentrierten sich auf keramische und metallische Partikel wie Diamant, Wolfram-
carbid,Titandioxid,Titancarbonitrid,Cobalt,Platin,Keramik-Metall-MischungensowieKohlenstoff-
nanoröhrenundIndustrie-Ruß(CarbonBlack).
FürdiezelltoxikologischenUntersuchungenkamenverschiedenemenschlicheundtierischeZellen
wieLungen-undDarmepithelzellen,Epidermiszellen,NeuronenundGliazellenalsZelllinienoderPri-
märzellenzumEinsatz.AlsEndpunktewurdendieVitalität,dieallgemeineStressantwort(wieÄnde-
rungderProteinexpression),oxidativerStress,inflammatorischeundimmunmodulatorischeEffekte,
Gentoxizität,Zelltodetc.untersucht.
Ergebnisse MikroskaligeWolframcarbid-CobaltPartikelkonnteninFresszellen(Makrophagen)undnanoskalige
Wolframcarbid-CobaltPartikelinverschiedenenZelllinienbeobachtetwerden.
IndenKörperaufgenommenesWolframcarbid-CobaltlässtsichimBlutnachweisenundwirdüber
denUrinwiederausgeschieden.FürdiesePartikelgibtesVergleichsuntersuchungenmitgröberen
Partikeln.DieVermutung,dassNanopartikelaufgrundihrergeringenGrößeandereWirkmechanis-
menhabenkönntenalsgröbere, trifftaufdieseMaterialiennachdenbisherigenUntersuchungen
nichtzu.DerVergleichderbiologischenWirkungenzeigtelediglichUnterschiedeinderWirkstärke
auf.GleichermaßenerweistsichWolframcarbid-Cobaltalstoxisch,eineExpositiontrittjedochfast
ausschließlichamArbeitsplatzauf,wogeeigneteSchutzmaßnahmenergriffenwerden.
Wolframcarbid-Partikel sind chemisch inert und untoxisch, geeignete Schutzmaßnahmen am Ar-
beitsplatzsolltendennochergriffenwerden.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/INOS
13 KarlsruherInstitutfürTechnologie
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
19
Name NanoCare–GesundheitsrelevanteAspektesynthetischerNanopartikel:Schaffungeinerallgemeinen
Informations-undWissensbasisalsGrundlagefüreineinnovativeMaterialforschung
Förderer BMBF
Laufzeit 03/2006–07/2009
Aufgabenstellung » EntscheidendeParameteruntersuchen,dietoxischeEffektesteuern(Größe,chemischeZusam-
mensetzung,EffektederOberfläche,Morphologie)
» MethodenzurTestungderToxizitätentwickelnundüberprüfen,unterBeachtungihrerEignung,
verschiedenespezifischeEffekte inKörpernunterpraktischenBedingungen,z.B.amArbeits-
platzzudetektieren
» DieToxikologievonanderenMaterialienalsTitanoxidundIndustrierußuntersuchen
» Methoden entwickeln, um reproduzierbar inhalierbare Umgebungen von Nanomaterialien, die
sichfürtoxikologischeStudieneignen,zuproduzieren
» DieStabilitätagglomerierterNanoobjekteinKörperflüssigkeitenuntersuchen
Ergebnisse » DatenzurToxikologievonelfmarktgängigenNanomaterialienundderenVariationen14
» StandardOperationProcedureszurDurchführungvonUntersuchungenanNanomaterialien
Details:ToxikologischeStudien,diein vivoanRattenmittelsInhalationoderviaintratrachealerIn-
stillation,in vitromitZelllinienundexvivoanAlveolarmakrophagendurchgeführtwurden,ergaben:
KeinesderuntersuchtenMaterialenzeigteschwereEffekteindemSinne,dassZellenoderTiereZei-
chenakuterToxizitätoderbiologischerEffekteaufwiesenbeiBehandlungmitniedrigenKonzentra-
tionen.DerVergleichderErgebnisseausdenin vitroundin vivoStudienzeigteeineguteKorrelation.
IneinererstenNäherungspiegelndiein vitroStudiengutdiein vivoUntersuchungenwider.
DieExpositionsexperimentezeigten,dass
(1) achtdergetestetenMaterialieneineTendenzzurFreisetzungkleinerPartikelausAgglomeraten
beischwachenScherkräftenhaben,elfPartikelallerdingszeigtenkeinehoheStaubung;
(2) starkeScherkräfte,wiesiebeieinemLeckentstehen,dieZahlankleinenPartikelnzunehmen
lassen,derEffektistaberstarkmaterialabhängig;
(3) ModellezurPartikeldispergierungamArbeitsplatzguteWerkzeugesind,umdasVerhaltenund
dieVerteilungvonNanopartikelnunddiemöglicheExpositionamArbeitsplatzabzuschätzen;
(4) beikeinerderMessungenanrealenArbeitsplätzenNanopartikeloder-objektedurchdenPro-
duktionsprozessdetektiertwurden;
(5) eineStandardisierungvonMessungengebrauchtwirdundNanoCaredaraufhinStandardarbeits-
anweisungenfürArbeitsplatzexpositionsexperimenteentwickelte;
(6) innovative Ansätze wie das „Karlsruher Expositions-System“ direkte Messungen der biologi-
schenEffekteamArbeitsplatzmöglichmachen.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/NanoCare
14 ZusammenfassungderErgebnisseunter:http://www.nanopartikel.info/files/content/dana/Dokumente/NanoCare/Publikationen/NanoCare_Final_Report.pdf
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
20
Name TRACER–ToxikologieundÜberprüfungdesGesundheitsrisikosvonKohlenstoffnanomaterialien
Förderer BMBF
Laufzeit 03/2006–02/2009
Aufgabenstellung ImProjektTRACERwurdendieZytotoxizitätunddieBiokompatibilitätvonCarbonNanotubes (CNT)
evaluiertundEmpfehlungenfüreinesichereHerstellung,VerarbeitungundeinensicherenGebrauch
dieserProdukteabgeleitet.IndemProjektarbeitetenPartnerausHochschuleundIndustrieentlang
verschiedenerStufenderWertschöpfungskettezusammen.
Ergebnisse ImRahmendesProjekteswurdenneueErkenntnissezurBiokompatibilität/ToxizitätundFreisetzung
derKohlenstoffnanomaterialienimHinblickaufdieRelevanzderTestmethodenbewertetundimHin-
blickaufihreArbeitsplatz-undGesundheitsrelevanzausgewertetund–soweitmöglich–Empfehlungen
bezüglichdesUmgangsundderArbeitsplatzsicherheitzusammengestellt.
EineFreisetzungvonCNTistnurzuerwarten,wenndasCNT-MaterialalsstaubigesPulvervorliegt,
nichtmehrbeidennachfolgendenAktivitäten, inderenVerlaufCNT-MaterialzuVerbundstoffwei-
terverarbeitetwurde.DieAuswertungderpubliziertenDatenundderexperimentellenErgebnisse
indiesemProjektmachendeutlich,dasseinallgemeinfürKohlenstoffnanomaterialiengültigerWir-
kungscharakteraufderbestehendenDatenbasisnichtmöglichist.ImEinklangmitdemBAuA-/VCI-
LeitfadenistdeshalbbiszumFestlegenspezifischerGrenzwertefürKohlenstoffnanomaterialieneine
MinimierungderExpositionanzustreben.
BasierendaufdenErgebnissendiesesProjektessinddieEmpfehlungendesBAuA-/VCI-Leitfadens
zumSchutzderArbeitnehmerbeimUmgangmitNanomaterialienauchfürKohlenstoffnanomateria-
lienzutreffend.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Tracer
Name 44Ti-MarkierungvonTiO2-Nanomaterialien
Förderer HausinterneForschung(UniLeipzig/HMGUMünchen)
Laufzeit seit06/2006
Aufgabenstellung Charakterisierung der Nanomaterialien über Kernquadrupolwechselwirkung mittels gestörter
γ-γ-WinkelkorrelationundLöslichkeitsstudieninsynthetischenKörperflüssigkeiten
Ergebnisse ErgebnisseüberdenVolumen-undOberflächenanteildesKernquadrupolwechselwirkungssignals,
wieKristallinitätundOberflächeneigenschaften (Porosität,H-Mobilität), liegen füreineReihevon
TiO2-Nanomaterialien(Partikel,Tubes,Wires)vor.
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
21
Name NanoExpo(By)undNanoGesund
Förderer LGLBayern
Laufzeit 10/2007–10/2010
Aufgabenstellung GegenstanddieserbeidenProjekteistdieExpositiongegenüberNanoobjektenundderengesundheit-
licheBedeutung.DiebeidenProjekteuntersuchendabeigezieltArbeitsplätze,andenenNanoobjekte
hergestelltoderverarbeitetwerden,sowieamMarktbefindliche„Nano“-ProdukteaufihreExpositions-
belastunghin.SollteeineExpositionfestgestelltwerden,wirduntersucht,obdiesnegativeAuswirkun-
genaufdieGesundheithat.
Ergebnisse » BeidemgerichtetenUmgangmitsynthetischenNanopartikeln inderProduktionunterEinhal-
tungdereinschlägigenSchutzmaßnahmenkonntebisherkeineerhöhteExpositionfestgestellt
werden.
» MessungderAerosolbildungvonVerbraucherprodukten:
Druckgas-Sprays:starkeAerosolbildung
Pumpsprays:wenigerAerosolbildung
» KurzzeitigeexperimentelleExpositiongegenüberLaserdruckeremissionentechnischgutdurch-
führbarundzugleichakzeptablesundsensitivesUntersuchungsprogrammmöglich(Hauptlimi-
tation:ZeitaufwandmodernernichtinvasiverVerfahren)
» BeiGesundenderPilotstudiewederinobjektivenMessgrößennochinsubjektivenGrößenkli-
nischrelevanterscheinendeEffekteeinesLaserdruckersmithoherEmissionvonNanopartikeln
» SehrdiskreteHinweiseaufmöglicheEffekteinAlveolenundNasenschleimhaut
WeitereInformationen http://www.lgl.bayern.de/gesundheit/umweltmedizin/projekt_nanopartikel.htm
http://www.nanowissen.bayern.de/nanoforschung/forschungsprojekte/nanoexpo
Name UntersuchungderantioxidativenAntwortenvonLungenzellenalsEndpunktfürdieBewertungvon
AerosolennachExpositionanderLuft-FlüssigkeitsgrenzschichtamKIT/ITG
Förderer BfR
Laufzeit 11/2007–9/2011
Aufgabenstellung ZielderArbeitenist,dieRegulationderantioxidativenAntwortennachExpositionmitNanopartikeln
besserzuverstehen,umdasin vitroVerfahrenzurtoxikologischenBewertungvonAerosolenweiter
zuentwickelnhinsichtlichsensitiverEndpunkteinLungenzellen.Mitdemin vitroTestverfahrensollen
AerosolemitmöglicherGesundheitsgefährdungdetektiertwerden.
Ergebnisse VeröffentlichunginVorbereitung
Name SPP1313Bio-Nano-Responses-Biologicalresponsestonanoscaleparticles
Förderer DFG/dt.Universitätsinstitute
Laufzeit 01/2008–12/2013
Aufgabenstellung » MolekulareundzelluläreProzessederNanopartikel-ToxikologieimMenschen
» SyntheseundCharakterisierungvonNanopartikeln(Metalle,Metalloxide,Ruß,Polymere,Quan-
tendots)
» OberflächeneigenschaftenvonNanopartikelnundAgglomerationinbiologischenMedien
» WechselwirkungenvonNanopartikelnmitbiologischenSystemen(Proteinen,Membranen,Zellen
undZellkernen)
» AuswirkungenaufbiologischeFunktionen
Ergebnisse Statusseminare,ZwischenberichteundPublikationenderProjektnehmer
WeitereInformationen http://www.spp1313.de
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
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Name LENA–LebensmittelsicherheitbeimEinsatzvonNanoproduktenundimRahmenvon
nanotechnologischenAnwendungen
Förderer LGLBayern
Laufzeit 10/2009–10/2012
Aufgabenstellung ImRahmendesProjekteswilldasLGLersteGrundlagenzumanalytischenNachweisvonNanoobjekten
imLebensmittelbereichentwickeln.DasProjektgliedertsichdabeiinzweiModule:
» ImerstenModulwirddieMigrationausVerpackungeninLebensmitteluntersucht.Dabeiwirdun-
tersucht,welcheMaterialienfürLebensmittelverpackungenverwendetwerdenundobeinÜber-
gangvonNanoobjektenausderVerpackunginsLebensmittelmöglichist.DesWeiterensollen
imFalleeinerMigrationdiedafürnötigenRandbedingungen(KontaktbedingungenVerpackung-
Lebensmittel,ArtderNano-MaterialienundderVerpackung)erforschtwerden.
» ImzweitenModulwirddieAnalytikundCharakterisierungvonNanomaterialien inLebensmit-
teln entwickelt. Dabei werden u.a. die orale Aufnahme sowie dieVeränderung imVerlauf der
Magen-Darm-Passage von Nanoobjekten beziehungsweise „Nano“-Produkten untersucht. Zu-
demerhofftmansicheineklärendeAntwortaufdieFrage,obNanoobjekteausdemGastrointes-
tinaltraktindenOrganismusaufgenommenwerden.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.lgl.bayern.de/gesundheit/umweltmedizin/projekt_lena.htm
Name NanoExpo(BMBF)–NanobalancedetektorfürpersonenbezogeneMessungenvonNanopartikel-
Expositionen
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2013
Aufgabenstellung ZieldesVorhabens„NanoExpo“istes,mitHilfevonmikro-undnanoskaligstrukturiertenMaterialien
hochempfindlicheminiaturisierteBauelementezurpersonenbezogenenNanopartikelanalysezuent-
wickeln.SiesolleninderArteinesDosimeterseinetragbare,kontinuierlicheundschnelleErfassung
derNanopartikel-Belastungermöglichen.MitnanoskaligenResonanzwaagenwirddiePartikelmasse
direkterfassbargemacht,durchVorselektionsollzusätzlicheineKlassifizierungnachGrößeerfolgen.
DieBasisfürdieseEntwicklungistdieHalbleiter-Nanotechnologie.DieseTechnikhatdasPotentialfür
einekostengünstigeSerienfertigungvonspeziellenSensoren.AlsFunktionstestistdieabschließende
ErprobungdesSensorsamArbeitsplatzineinemNanopartikelverarbeitendenBetriebvorgesehen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/lang/de/Projekte/nanoexpo
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
23
Name CarbonBlack–PrädiktionhumantoxikologischerWirkungsynthetischerCarbonBlackNanopartikel
Förderer BMBF
Laufzeit 08/2010–07/2013
Aufgabenstellung DasVerbundvorhabenCarbonBlackzieltdaraufab,einPrüfsystemmitTestmodellenzunehmender
Komplexitätzuetablieren,umdietoxikologischeWirkungvonmodifiziertenundgutcharakterisier-
tenCarbonBlack-Nanopartikeln(CBNP)indenAtemwegenundderLungezuüberprüfen.Dasmehr-
stufigePrüfsystemreichtvomeinfachenZellkultur-ModellüberGewebekultur-Modellebishinzur
ÜberprüfungimTiermodellmitInhalationsstudien.
Teilprojekte
» TP1:SpezifischmodifizierteCarbonBlack-Nanopartikel(CBNP)durchGasphasensynthese
(Karlsruher Institut für Technologie)
» TP2:Tox-Screeningin vitro–Inhalationin vivo
(Fraunhofer Institut für Toxikologie und Experimentelle Medizin)
» TP3:WirkungvonCarbonBlack-NanopartikelnaufdasTrachealepithel
(Universität Lübeck)
» TP4:AtemwegregionsspezifischeWirkungenvonCarbonBlack-Nanopartikeln
(Forschungszentrum Borstel)
» TP5:ToxikologischeWirkungenvonCBNPaufTypIIPneumozytenundClara-Zellen
(Philipps-Universität Marburg)
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/CarbonBlackProject
Name NanoGEM–NanostrukturierteMaterialien–Gesundheit,ExpositionundMaterialeigenschaften
Förderer BMBF
Laufzeit 08/2010–07/2013
Aufgabenstellung NanoGEMisteinKonsortiumausuniversitärenundprivatenForschungseinrichtungen,Industrieund
Behörden,dasdieoffenenFragendernachhaltigenEntwicklungundRisikoabschätzungmitspeziell
angepassten Strategien beantworten will. So wird eine umfassende Bewertung der Gefährlichkeit
von industrierelevanten Nanopartikeln und Nanomaterialien erstmals auch in weiterverarbeiteten
Produktenerfolgen.DemAspektderBiokinetik,alsoderAufnahmeundVerteilungvonNanopartikeln
immenschlichenKörperinAbhängigkeitvonGröße,StrukturundOberflächeneigenschaften,wirdbe-
sondere Aufmerksamkeit gewidmet. Fragen der Arbeits- und Produktsicherheit bei der Herstellung,
Verarbeitung,AnwendungundEntsorgungsollenu.a.mitneuentwickeltentragbarenMessgeräten
beantwortetwerden.ImRahmenvonNanoGEMwerdenfüreineRisikoabschätzungsodienotwendigen
DatenzuminternenundexternenKontaktvonNanopartikelnmitOrganismenzusammengetragen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanogem.de
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
24
Name CarboTox–EntwicklungvonScreening-VerfahrenzurUntersuchungeinesmöglichenkanzerogenen
PotentialsvonCarbonNanotubes
Förderer BMBF
Laufzeit 09/2010–08/2013
Aufgabenstellung CNTkommenalsFasernunterschiedlicherLängeundDicke,gestrecktoderinverknäuelterFormund
mitverschiedenenOberflächeneigenschaftenvorundkönnenmöglicherweisebeiderAufnahmeindie
LungeschädlicheWirkungenhervorrufen.DasHauptzieldesVorhabensisteszuklären,obeinzelnvor-
liegendeCNT-FaserneineasbestartigebiologischeWirkunghervorrufen.Fernersollenmöglichstsiche-
rePrüfverfahrenentwickeltwerden,diealsschnelleLabortestseineAussageüberdasGefahrenpoten-
tialunterschiedlicherCNT-Formenerlauben,ohnedassaufwendigeTierversuchenotwendigwerden.
WennsolcheverlässlicheTestsverfügbarsind,könnenschoninfrühenProduktentwicklungsphasen
unbedenklicheCNT-Typenidentifiziertwerden.DamitkönnteeinpotentiellesGesundheitsrisikobeider
HerstellungvonCNT-FasernundderVerarbeitungzuCNT-haltigenProduktenbzw.Bauteilenerheblich
verringertwerden.DieBedeutungsolcherPrüfverfahrenfüreineverlässlicheToxizitätsbewertungin
industriellenAnwendungenistbesondershoch.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Carbotox
Name NanoKon–SystematischeBewertungderGesundheitsauswirkungennanoskaligerKontrastmittel
Förderer BMBF
Laufzeit 10/2010-09/2013
Aufgabenstellung ZieldesProjektesistes,dieAuswirkungenneuartigerNanopartikelinsbesondereaufdenMagen-Darm-
Traktsystematischzuuntersuchenundzubewerten.AusgangspunktderUntersuchungensindNano-
partikel unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit und mit bestimmten physikalisch-chemischen
Eigenschaften,diedieWechselwirkungmiteinzelnenKörperzellenundganzenOrganenbestimmen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/NanoKon
Name NanoMed–ToxikologischeCharakterisierungvonNanomaterialienfürdiediagnostische
BildgebunginderMedizin
Förderer BMBF
Laufzeit 09/2010–08/2013
Aufgabenstellung ZieldesProjektes istdieEntwicklung,CharakterisierungundErfassungder internenBelastungvon
Menschen durch innovative Nanopartikel mit hervorragenden bildgebenden Eigenschaften für die
Computertomografie (CT) und die Magnet-Resonanz-Tomografie (MRT) sowie die Bewertung der
Gefährlichkeit.ZudemwerdeninnovativeTestmodelleentwickelt,diedieNanopartikelinderZelleim
LaborundimTiernachweisen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/nanomed
iii. antworten – humantoxikologie – nationale forschungsprojekte
25
Name Nanosilberpartikel–WirkmechanismenundUntersuchungihrermöglichenInteraktionmit
Geweben,ZellenundMolekülen.DefinitionihresrelevantenUnverträglichkeitspotenzials
Förderer BMBF
Laufzeit 10/2010–09/2013
Aufgabenstellung ZieldesProjektesistes,Methodenzuerarbeiten,dieesermöglichen,inunterschiedlichennanosilber-
haltigenmedizinischenMaterialsystemenSilberundgelöstesSilberunterscheidenzukönnen,umdie
Wirkungzuordnenzukönnen.DafürwerdendreiverschiedeneModellsystemewiez.B.nanosilberhal-
tigeProthesenmitunterschiedlichenNanosilbergehaltenentwickelt,dieFreisetzungderSilberpartikel
getestetunddieGefährlichkeitfürdenMenschenuntersucht.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Nanosilberpartikel
Name NANODERM–Qualityofskinasabarriertoultra-fineparticles
Förderer EU
Laufzeit 01/2003–06/2006
Aufgabenstellung HautpenetrationvonTiO2-Nanopartikeln,insbesondereVisualisierungputativerTransportpfadesowie
in vitroundin vivoResponsvonHautzellenaufKontaktmitNanopartikeln.
Ergebnisse » KeinePenetrationinvitalesGewebebeigesunderHaut.
» KeindiffusiverTransport,sondernmechanischesEinreiben.
» InhomogeneVerteilungvonSonnenschutzmittelnaufderHornhaut.
» TiefePenetrationinHaarfollikel,abernichtinvitalesGewebe.
» GroßeVariationimResponsvonHautzellenaufKontaktmitNanopartikeln.
DieErgebnissebestätigten,dassdiegesundeHauteinwirksamerSchutzist.
WeitereInformationen http://www.uni-leipzig.de/~nanoderm
Name Nanosafe–RiskAssessmentinProductionandUseofNanoparticleswithDevelopment
ofPreventiveMeasuresandPracticeCodes
Förderer EU
Laufzeit 04/2003–06/2004
Aufgabenstellung ImProjektNanosafewurdenRisikeninderProduktion,HandhabungundVerwendungvonNanoobjek-
teninindustriellenProzessenundProduktensowieinKonsumgüternbewertet.Eswurdendieverfüg-
barenInformationenüberdiemöglichenGefahrenvonNanoobjektengesammelt,umdieRisikenfür
ArbeitnehmerundVerbraucherzubewertenundumregulatorischeMaßnahmenundVerhaltensregeln
andieHandzugeben,ummöglichenGefahrenvorzubeugen.
Ergebnisse » ZusammenstellungdermöglichenGefahrenderExpositiongegenüberNanopartikelnfürArbeit-
nehmerundVerbraucher(http://www.nanosafe.org/home/liblocal/docs/Nanosafe1_final_report.pdf)
» EmpfehlungenfürregulatorischeMaßnahmenundCodesofPractice
WeitereInformationen Nanoparticles–knownandunknownhealthrisks.Journal of Nanobiotechnology2(12),2004.
III.2.1.2 EuropäischeForschungsprojekte
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
26
Name NanoRisk–IntegratedForesight:TheSafetyandRisksofCarbonNanotubes
Förderer EidgenössischesBundesamtfürGesundheit(BAG),EidgenössischesBundesamtfürUmwelt(BAFU),
EidgenössischesBundesamtfürBerufsbildungundTechnologie–FörderagenturfürInnovation(BBT-
KTI),EmpaMaterialsScience&Technology(CH)
Laufzeit 02/2004–02/2007
Aufgabenstellung » DarstellungdesWissensstandesundderUnsicherheitenbezüglichderSicherheitvonCNTs
» DurchführungeinerForesightStudie,welchepotentiellenProblemeüberdenCNT-Lebenszyklus
auftretenkönnten,umVorsorgemaßnahmenschonwährendderEntwicklunginAngriffnehmen
zukönnen
» In vitroStudienanmenschlichenLungenzellen
Ergebnisse EswurdenunterschiedlicheMaterialienundEndpunkte/Parameter inverschiedenenbiologischen
Systemengetestet.HauptergebniswardieBeschreibungdes„TrojanischenPferd“-EffektesvonNa-
nopartikeln,durchdenMaterialinZelleneingeführtwird,welches„normalerweise“ausgeschlossen
würde.DadurchwerdenmöglicherweisenegativeEffekteindenZellenhervorgerufen.
WeitereInformationen » In vitrocytotoxicityofoxidenanoparticles:comparisontoasbestos,silica,andtheeffectofpar-
ticlesolubility.Environmental Science & Technology40,4374-4381.
» Effectsofcombustion-derivedultrafineparticlesandmanufacturednanoparticlesonheartcells
invitro.Toxicology253,70-78.
» Riskassessmentofengineerednanomaterials:asurveyofindustrialapproaches.Environmental
Science & Technology42,640-646.
» Reviewingtheenvironmentalandhumanhealthknowledgebaseofcarbonnanotubes.Environ
Health Perspect115,1125-1131.
» Exposureofengineerednanoparticlestohumanlungepithelialcells:influenceofchemicalcom-
positionandcatalyticactivityonoxidativestress.Environmental Science & Technology41,4158-
4163.
» In vitroevaluationofpossibleadverseeffectsofnanosizedmaterials.Phys Stat Sol b243,3556-
3560.
» Studyingthepotentialreleaseofcarbonnanotubesthroughouttheapplicationlifecycle.Journal
of Cleaner Production(2008)16:8-9.927-937.
» The degree and kind of agglomeration affect carbon nanotube cytotoxicity. Toxicology letters
(168)121-131.
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
27
Name Canape–CarbonNanotubesforApplicationsinElectronics,Catalysis,CompositesandNano-Biology
Förderer EU
Laufzeit 06/2004–05/2008
Aufgabenstellung » EntwicklungvonCNT-Produktionstechniken
» Integrationvonbiologischenundnicht-biologischen-SystemenaufNano-EbenedurchOberflä-
chenmodifizierungundZellwachstum
» CNTsinelektronischenAnwendungen
» CNTsalsKatalysator(z.B.ProduktionvonStyrol)
» EinbindungderNanotechnologiezurSteigerungderLebensqualität(Sicherheits-undGesund-
heitsaspekte)
» VerschiebenderGrenzenvonCMOSundVorbereitungaufPost-CMOS.
» CNTsinBrennstoffzellen
Ergebnisse » EineISO109933-5Prüfungreichtnichtaus,umdieToxizitätzubeschreiben
» Effektesindzelltypenabhängig
» AgglomerationbeeinflusstdieToxizität
» C60-ToxizitätberuhtmeistaufLösungsmittelkontaminationdurchdieProduktion
» SWCNTbeeinflusstdieZelladhäsionunddieMigrationsgeschwindigkeit
» KeineEvidenzfürCNT-induzierteApoptose
WeitereInformationen » Reviewingtheenvironmentalandhumanhealthknowledgebaseofcarbonnano-tubes.Environ-
mental Health Perspectives,115,8,p1125–1131.
» The degree and kind of agglomeration affect carbon nanotube cytotoxicity. Toxicology letters
(168)121-131.
» In vitro evaluation of possible adverse effect of nanosized materials. Physica Status Solidi b
243(13)3556-60.
Name Nanotox–InvestigativeSupportfortheElucidationoftheToxicologicalImpactofNanoparticleson
HumanHealthandtheEnvironment
Förderer EU
Laufzeit 02/2005–01/2007
Aufgabenstellung AnalysevonInformationenzumtoxikologischenEinflussvonNanoobjektendurchdieBewertungvon
Informationenzu
» physikalischenundchemischenEigenschaftenvonverschiedenenArtenvonNanoobjektenund
agglomeriertenNanokristallen,HerstellungundGebrauch,EffekteaufdiemenschlicheGesund-
heitinkl.Nebeneffekte,Tiertoxikologie,Umweltauswirkungen,Mutagenität/Genotoxizität,Me-
tabolismus/Pharmakokinetik, Standards für den sicheren Gebrauch, sichere Labormethoden,
etc.
» möglichenWegeneinerVerbreitungvonundKontaminationdurchNanoobjekteundagglomerier-
teNanokristalle(z.B.Adsorption,Desorption,Transport,Aggregation,Deposition,biologische
Aufnahme).
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
28
Name IMPART–Improvingtheunderstandingoftheimpactofnanoparticlesonhumanhealth
andtheenvironment
Förderer EU
Laufzeit 02/2005–10/2008
Aufgabenstellung DasProjektIMPARThattezumZiel,dieneuestenwissenschaftlichenundtechnologischenEntwick-
lungenmitBezugaufdieRisikeneinerNanoobjektfreisetzungfürdiemenschlicheGesundheitund
dieUmweltfestzulegen.RichtlinienundEmpfehlungenfürzukünftigeStandardsundFreisetzungs-
grenzenvonNanoobjektenwurdenformuliert.
Name Nanosafe2–Safeproductionanduseofnanomaterials
Förderer EU
Laufzeit 04/2005–03/2009
Aufgabenstellung Eswurden
» toxikologischeTestmethoden entwickelt und überprüft, unter Berücksichtigung ihrer Eignung,
verschiedenespezifischeEffekteimKörperunterpraktischenUmständen,z.B.amArbeitsplatz
zudetektieren,
» dieToxizitätandererMaterialienalsTitanoxidundCarbonBlackstudiert,
» Methodenentwickelt,umnanoskaligeAerosolefürtoxikologischeStudienreproduzierbarzuliefern,
» Mechanismenuntersucht,wieNanoobjekteindieLungeaufgenommenwerden,
» diewahreMorphologie(isoliert,agglomeriert)vonNanoobjektenuntersuchtundMethodenent-
wickelt,umdieArtundKonzentrationvonNanoobjektenamArbeitsplatzzudetektieren.
Ergebnisse TeilergebnissedesInstitusfürEpidemiologiedesHMGU:EpidemiologischeundtoxikologischeDa-
tenwurdenfürdieBewertungaufeinemScreeningLevelvon(1)Arbeits-,(2)Verbraucher-und(3)
Umweltsicherheitangewandt.
Verschiedene gesundheitsrelevante Dosis-Metriken (Masse, Partikelzahl und Oberfläche) wurden
genutzt,umpotentielleRisikenzuquantifizierenunddieEigenschaftendieseralternativenMetho-
denzurRisikobewertungzuvergleichen.
WeitereInformationen » Brüske-Hohlfeld,I.,Peters,A.,Wichmann,H.-E.(2005),DoNanoparticlesInterferewithHuman
Health?GAIA, Ecological Perspectives for Science and Society14/1:21–23
» Brüske-Hohlfeld, I.,Peters,A. (2008),EpidemiologicalStudiesonParticulateAirPollution. In:
Nanotechnology, Vol. 2: Environmental Aspects(Hrsg.:Krug,H.F.etal.).Weinheim:Wiley-VCH,
267-290(2008)
» Hänninen,O.,Brüske-Hohlfeld,I.,Loh,M.,Stoeger,T.,Kreyling,W.,Schmid,O.andPeters,A.(2009),
Estimationofhealthrisksandsafetymarginsduetoinhalationofultrafineparticlesandnanopartic-
lesinselectedoccupational,consumerandenvironmentalsettings,Journal of Physics: Conference
Series170,publishedonlinedoi:10.1088/1742-6596/170/1/012031
» Hänninen,O.,Brüske-Hohlfeld,I.,Loh,M.,Stoeger,T.,Kreyling,W.,Schmid,O.,Peters,A.(2009),
Occupationalandconsumerriskestimatesfornanoparticlesemittedbylaserprinters,Journal of
Nanoparticle Research,publishedonlinedoi:10.1007/s11051-009-9693-z
» http://www.nanosafe.org
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
29
Name NESTParticleRisk–RiskAssessmentofExposuretoParticles
Förderer EU
Laufzeit 06/2005–05/2008
Aufgabenstellung ImEU-Projekt„NESTParticleRisk“wurdeeineStudiezuGesundheitsgefährdungen,diedurchneue
TypenvonObjektenwieNanotubesoderFullerenehervorgerufenwerden,erstellt.Ebensoentwickel-
tendiePartnerMethoden,umdieAnwesenheitvonNanoobjekteninlebendenGewebenzudetektie-
renundzuquantifizieren.DieAufnahmeundderTransportvonNanoobjekteninlebendenSystemen
wurdeanhanddesModellsystemsMausuntersucht.Auch in vivoToxizitätwurdeamMausmodell
untersucht;in vitroTestswerdenanZellkulturendurchgeführtwerden.
Ergebnisse » EineeinzelneNachweismethodekannkeineaussagekräftigeCharakterisierungvonNanoparti-
kelnliefern.DieoptimaleAnzahlderbenötigtenNachweismethodensollteaufderGrundlageder
untersuchtenNanopartikelgewähltwerden.
» Nanopartikel-Biokinetik:TranslokationistabhängigvonderNanopartikelgrößeundderOberflä-
chenladung.
» In vivoPulmonaleffekte:GoldundC60rufenschwachentzündlicheReaktionhervor.
» Genotoxizität:AlleNanopartikelzeigtenbeiderEinzelzellgelelektrophoreseaufBAL-Zellendrei
StundennachEinträufelungeineZunahmederGentoxizität.
» Freisetzung und Risikobewertung: Identifikation und Integration der wichtigsten Lines of evi-
dence(LoE),umdiemöglichenUrsachenderGefährdungdurchNanopartikelgemäßdemWeight
ofevidence(WoE)-Ansatzzubeurteilen.
» BewertungeinesRisiko-IndexfürNanopartikelaufGrundlagederermitteltenLinesofevidence
unter Berücksichtigung der tatsächlichen/potentiellen Anwendungen von Nanopartikeln und
denvonderExpositionbetroffenenmenschlichenGruppen.
» RanglistegefährdenderNanopartikel
Name NANOTRANSPORT–TheBehaviourofAerosolsReleasedtoAmbientAirfromNanoparticle
Manufacturing–APre-normativeStudy
Förderer EU
Laufzeit 09/2006–04/2008
Aufgabenstellung ZieledesProjektes„NANOTRANSPORT“warendieUntersuchungdesVerhaltensvonAerosolenin
derUmgebungsluftvonArbeitsplätzeninBetrieben,dieNanomaterialienherstellenbzw.verarbei-
ten,dieDefinitionrealistischerTestbedingungenhinsichtlichderCharakterisierungderAerosole,die
fürnanotoxikologischeUntersuchungenverwendetwerdensollen,unddieTestungundZertifizie-
rung technischer Kontrollsysteme (Feinstaub-Messgeräte, Messgeräte für Emissionen und techni-
scheGase).Eswurdeerwartet,dassdieindiesemProjektgewonnenenErkenntnissezurEntwick-
lungvonstandardisiertenTest-Aerosolendienen.
Ergebnisse » EsgibteinebeträchtlicheVeränderungderNanoaerosole imLaufederZeit: ihredurchschnitt-
licheGrößenimmtzu,währendihreKonzentrationabnimmt.
» NatürlicheHintergrundaerosolesindScavengerfürNanopartikel.
» Die Zeitskala für dieVeränderung der Aerosolgröße hängt von der Konzentration und der pri-
mären Größe der Nanopartikel und des Hintergrundaerosols ab – sie kann zwischen wenigen
MinutenbiszueinerhalbenStundedifferieren.
» Nanopartikelverändernsichinihrerphysikalischen/chemischenGrößenachderEmission.
» DieFiltereffizienzfürprimäreNanopartikel<80nmistüblicherweiseausreichendhoch,ihreAg-
glomeratebefindensichjedochimMostPenetratingParticleSize(MPPS)-Bereichzwischen80
und200nm.
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
30
Name DIPNA–Developmentofanintegratedplatformfornanoparticleanalysistoverifytheirpossible
toxicityandtheeco-toxicity
Förderer EU
Laufzeit 11/2006–10/2009
Aufgabenstellung DasProjekthattezumZiel:
» die Entwicklung eines Zellmodells zur Nanoobjekt-induzierten Immuntoxizität, um die in vivo
Befundezuerklären,
» dieDurchführungvonin vitroTestszurWechselwirkungzwischenkünstlichenNanoobjektenund
Körperzellen,
» dieIdentifikationderSchlüsselmechanismenderPartikel-Zell-Interaktionund
» dieEntwicklungvonZellmodellenundderenAnwendunginFelduntersuchungen.
Ergebnisse » DieAuswirkungenvonCobalt-,Gold-,Cer-,undEisenoxid-NanopartikelninflüssigerSuspension
undimtrockenenZustandaufverschiedeneArtenvonmenschlichenAbwehrzellenwurdein vitro
untersucht,umBiomarkerfürNanotoxizitätundDesign-Assayszuidentifizieren.
» Bei akuter Exposition verursachten die meisten der getesteten Nanopartikel keine relevanten
toxischenWirkungen,nochbeeinflusstensieausgewählteentzündlicheParameter inmensch-
lichenLeukozytenundderLungeoderdenDarmschleimhaut-Epithelzellen.
» ZellwachstumshemmungundProduktionvonreaktivenSauerstoff-SpezieswurdenurfürCobalt-
Nanopartikel beobachtet und wurde vermutlich durch die Freisetzung von Cobaltionen verur-
sachtundnichtdurcheineNanopartikel-Zell-Interaktion.
» EinautomatisiertesModul-System,bestehendauseinemkontrolliertenInkubator,einemFluid-
system und optischen Detektoreinheiten, wurde für nanotoxikologische Felduntersuchungen
konstruiert.
» EinSystemfürdaswiederholteVersprühenvontrockenenNanopartikelninLuftwurdeentwickelt.
Name NANOSH–Inflammatoryandgenotoxiceffectsofengineerednanomaterials“
Förderer EU
Laufzeit 11/2006–04/2010
Aufgabenstellung Das Ziel dieses Projektes ist die Aufklärung zwischen der Relation der physikalisch-chemischen
EigenschaftenvonNanoobjekten(GrößeundOberflächenchemie)undderenmöglichentoxischen
PotentialsaufverschiedeneOrganedesmenschlichenKörpers(LungeundVerdauungstrakt,Leber,
Nieren,Immunsystem).HierzusollennichtnurkonventionelletoxikologischeMethodenAnwendung
finden, sondern auch innovative Methoden wie die derToxikogenomik. Im Rahmen des Projektes
sollenverbindlicheAussagenübermöglicheGesundheitsgefährdungenvonNanoobjektengetroffen
werden.NebendenErgebnissenzurBelastungderBevölkerungsollenauchErgebnissezurBelas-
tungvonArbeiterndurchNanoobjekteerhaltenwerden.
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
31
Name NANOINTERACT–Developmentofaplatformandtoolkitforunderstandinginteractions
betweennanoparticlesandthelivingworld
Förderer EU
Laufzeit 01/2007–12/2009
Aufgabenstellung DieZieledesProjektes„NANOINTERACT“warendieUntersuchungundBeschreibungderWechsel-
wirkungenzwischenNanoobjektenundlebendenZellen:StartendmitderAufnahmederPartikelin
denKörper,überderenTransport,derArtderAufnahmeundAnsammlunginGewebenundOrganen
bishinzurvollständigenAufklärungderNanoobjekt-InteraktionmitderEinzelzelle.DasAugenmerk
isthierbeigerichtetauf:
» MöglichkeitdesZelleindringensvonNanoobjekten
» AbhängigkeitdesZelleindringensdurchdieEigenschaftenderNanoobjekte (Größe,Formund
Oberfläche)
Ergebnisse DasProjektbrachtekeineneuidentifiziertenGefahren(alleinaufgrundnanoskaligerElemente)für
Nanoobjektehervor,aberesweistaufeinigeProblemehin,dieweitereUntersuchungenbenötigen,
insbesondere inBezugaufdieNotwendigkeiteinerPrüfungderAngemessenheit voneinigender
etabliertenOECD(undanderer)-TestsfürchemischeToxizitätvonNanoobjektenzurBeurteilungder
Toxizität.
NanoInteract veröffentlichte über 40 Publikationen zu verschiedenen Aspekten der Nanoobjekt-
WechselwirkungenmitlebendenSystemen,einschließlichderRound-Robin-StudienzurValidierung
vonTestmethoden.Ebenfallssind2BücherinVorbereitung.
Name NanoSafeTextiles
Förderer TVSTextilverbandSchweizundEmpa(CH)
Laufzeit 2007–2009
Aufgabenstellung ZieldiesesProjekteswares,eineAuslegeordnungzudenEntwicklungstrendsheutigerundzukünf-
tigerAnwendungenvonsynthetischenNanoobjekteninTextilienzuerstellenundmöglicheRisiken
entlangdesLebenszyklusvontextilenAnwendungenaufzudecken.
Ergebnisse ZitateausdemAbschlussbericht(StandMärz2010),bezogenaufNanoobjektmodifizierteTextilien:
„BezüglichderGesundheitstufenwirbasierendaufdemheutigenWissensstandNanopartikelaus
Silber(Ag),Titandioxid(TiO2)undSiliziumdioxid(SiO2)eheralsunbedenklichein.“
„NanopartikelausAluminum(hydr)oxidundMontmorillonitkönnenderzeitnichtbeurteiltwerden,
daeseinfachkeineStudienzudiesenbeidenMaterialiengibt.“
„BeidenKohlenstoffnanoröhrchenisteineBeurteilungebenfallssehrschwierig,dadieVariabilität
der verwendetet Materialien sehr groß ist und damit ein direkterVergleich aller Ergebnisse nicht
möglichist.HiersindHinweisesowohlfüreinetoxischeWirkungalsauchfürihreUnbedenklichkeit
vorhanden,sodasserstnacheinersystematischenUntersuchungdiesesMaterialszutreffendeAus-
sagenmöglicherscheinen.“
„ZinkoxidundCarbonBlack(Industrieruß)dagegensindzweiMaterialien,dieinbiologischenSyste-
mennachgewiesenermaßenReaktionenhervorrufenkönnen.SokönnensieGewebebarrierenüber-
schreiten,undesgibtHinweiseaufeineDNA-schädigendeWirkung.Allerdingsmussauchindiesen
Fällenbetontwerden,dassdieEffekteerst ineinemsehrhohenKonzentrationsbereichauftreten.
DieseKonzentrationenspielenselbstinWorst-Case-SzenariennurselteneineRolle,sodassnicht
voneinerbedenklichenSituationgesprochenwerdenkann.“
WeitereInformationen http://www.swisstextiles.ch/news/allenews/archive-2010/?id=10756
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
32
Name AntiCarb–MonoclonalANTIbody-targetedCARBonnanotubesagainstcancer
Förderer EU
Laufzeit 03/2008–08/2011
Aufgabenstellung DasZielvonANTICARBistdasDesignunddieEntwicklungvonCarbon-Nanotube-Antikörper(CNT-
Ab)-Konstrukten. Sie werden als neuartige, kombinatorische therapeutische/diagnostische Mittel
fürdieKrebstherapieuntersucht.
Ergebnisse AbschlussreportderzeitinBearbeitung.LinkszuprojektbezogenenPublikationenaufderWebsite.
WeitereInformationen http://anticarb.org
Name NANOMMUNE–ComprehensiveAssessmentofHazardousEffectsofEngineeredNanomaterialson
theImmuneSystem
Förderer EU
Laufzeit 09/2008–08/2011
Aufgabenstellung ImProjektNANOMMUNEwirdderEinflusssynthetischerNanomaterialienaufdasImmunsystemund
derenmöglichenegativeAuswirkungenaufdieGesundheituntersucht.DastoxischePotentialaus-
gewählterNanomaterialien(Gold,Silber,Ceroxid,Eisenoxideu.a.)wirdbestimmt.
Ergebnisse AbschlussreportistderzeitinBearbeitung.
ErsteErkenntnissesindu.a.:
» NeuartigebiomedizinischeAnwendungenvonCNTssindunterdenBedingungeneinessorgfältigen,
kontrolliertenbiologischenAbbausmöglich.
» DasKonsortiumstellteinNANOMMUNEQualitäts-Handbuchzusammen,indemausdemProjekt
hervorgegangeneStandardOperatingProcedure(SOPs)zusammengefasstsind.DasHandbuch
wirdfreierhältlichsein.
WeitereInformationen http://www.nanommune.eu(mitLinkszudenPublikationendesProjektes)
Name NanoTEST–Developmentofmethodologyforalternativetestingstrategiesfortheassessmentofthe
toxicologicalprofileofnanoparticlesused inmedicaldiagnostics.Tostudyspecificandnonspecific
interactionsofNPwithmolecules,cellsandorgansandtodevelopinvitromethodswhichcanidentify
thetoxicologicalpotentialofnanoparticles.
Förderer EU
Laufzeit 04/2008–09/2011
Aufgabenstellung DasEU-ProjektNanoTESThatdasZiel,neueundalternativeTestverfahrenundStrategienzurCharak-
terisierungvonNanomaterialienzuentwickeln.EssollenvorallemTestverfahrenfürin vitro-undin
vivo-Systeme(weiter)entwickeltwerden,umsoeinebessereRisikobewertungvonNanomaterialien
zuerhalten.
Ergebnisse ProjektliefbisSeptember2011,nochkeineveröffentlichtenErgebnisse
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
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Name IANH–InternationalAllianceforNanoEHSHarmonisation
Förderer Freiwillig,ohnespezielleFörderung
Laufzeit 09/2008–ca.2012
Aufgabenstellung » MethodenzurCharakterisierungundzurbiologischenWirkungvonNanomaterialien
» RingversuchezurbiologischenWirkung
Ergebnisse DiefreiwilligeAllianzdauertnochan.
WeitereInformationen http://www.nanoehsalliance.org
Name NanoImpactNet–EuropeanNetworkontheHealthandEnvironmentalImpactofNanomaterials
Förderer EU
Laufzeit 04/2008–03/2012
Aufgabenstellung Netzwerk,welches
» ZusammenarbeitzwischenProjektenfördert
» ResultatezuStakeholdernkommuniziertundderenBedürfnissezurückandieForschergibt
» hilft,den„EUActionPlanforNanotechnology“zuimplementieren
Ergebnisse ErstellungundVerbreitungharmonisierterProtokollefürstandardisierteTests
WeitereInformationen http://www.nanoimpactnet.eu
Name POCO–CarbonNanotubeConfinementStrategiestoDevelopNovelPolymerMatrixComposites
Förderer EU
Laufzeit 11/2008–10/2012
Aufgabenstellung ErmittlungderGesundheitsaspektevon(funktionalisierten)MWCNT(MultiwalledCarbonNanotubes)
mittelsZellkulturen
Ergebnisse » Materialienwerdenzurzeitgeliefert
» EffekteaufsimpleEinzelltyp-undkomplexeMehrzelltypsysteme
WeitereInformationen http://www.poco-project.org
Name MAGISTER–MAGnetIcScaffoldsforinvivoTissueEngineeRing
Förderer EU
Laufzeit 12/2008–11/2012
Aufgabenstellung Ermittlung der Gesundheitsaspekte von (funktionalisierten) magnetischen Nanoobjekten und mit
magnetischenNanoobjektenfunktionalisiertenScaffoldsmitoderohneMagnetfeldermittelsZellkul-
turen
Ergebnisse » EffekteaufsimpleEinzelltyp-undkomplexeMehrzelltypsysteme
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
34
Name VIGO–BewertungssystemfürbiologischeWirkungenvonNanomaterialien
Förderer CCMx,CH
Laufzeit 2010–2013
Aufgabenstellung StandardisierungvonMethodenzuden4wichtigstenbiologischenEndpunkten:Vitalität,Entzün-
dung,Gentoxizität,OxidativerStress
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,derzeitkeineveröffentlichtenErgebnisse
WeitereInformationen http://www.ccmx.ch/organisational-structure/matlife/thematic-research-areas.html
Name NeuroNano – Do nanoparticles induce neurodegenerative diseases? Understanding the origin of
reactive oxidative species and protein aggregation and misfolding phenomena in the presence of
nanoparticles
Förderer EU
Laufzeit 02/2009–01/2012
Aufgabenstellung NeuroNanobeschäftigtsichmitfolgenderFragestellung:„InduzierenNanoobjekteneurodegenera-
tiveErkrankungen?“ImRahmendesProjektessolldieEntstehungvonreaktivenoxidativenSpezies,
derProtein-AggregationunddemFehlfaltungsphänomeninderGegenwartvonNanoobjektennäher
untersuchtwerden.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.neuronano.eu
Name InLiveTox – Intestinal, Liver and Endothelial Nanoparticle Toxicity Development and evaluation of a
noveltoolforhigh-throughputdatageneration
Förderer EU
Laufzeit 05/2009–04/2012
Aufgabenstellung InLiveToxsolleineAlternativmethodezuTierversuchenentwickeln,diedieGefahrvonaufgenomme-
nenNanoobjektenebensoeffektivbeurteilenkann.ZudemsolldieGrundtoxizitätvonspezifischen
PartikelnzunächstindividuellinjedemZelltypbestimmtwerdenundanschließendinKombination
mitanderenPartikeln.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.napier.ac.uk/randkt/rktcentres/nanosafety/research/people/Pages/InLiveTox.aspx
Name ENPRA–RiskassessmentofengineeredNanoparticles
Förderer EU
Laufzeit 05/2009–10/2012
Aufgabenstellung DasENPRA-ProjektbeschäftigtsichmitderEntwicklungundImplementierungeinesneuenintegra-
tivenAnsatzesfürdieRisikobewertungvonNanoobjekten.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.enpra.eu
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
35
DiehiergelistetenProjekte15sindinderRoadmapaufderfolgendenSeitedeninKapitelIII.1.1gestelltenFragenzugeordnetund
zeitlicheinsortiertworden.
Name NANOGENOTOx–Towardsamethodfordetectingthepotentialgenotoxicityofnanomaterials
Förderer Mitgliedsstaaten/EU(JointAction)
Laufzeit 03/2010–02/2013
Aufgabenstellung Untersuchung der Gentoxizität ausgewählter Nanomaterialien. Es werden 15 unterschiedlich
modifizierteNanomaterialienuntersucht,aufBasisvonSiliciumdioxid(SiO2),Titandioxid(TiO2)und
Kohlenstoffnanoröhrchen(CNT).
ZieldesProjektesistesweitereInformationenzudenAuswirkungenvondenuntersuchtenNano-
materialienaufMenschundUmwelt,durchdieErarbeitungrelevanterundzuverlässigerDaten,zur
Verfügungzustellen.Dazuwerdenu.a.folgendeArbeitendurchgeführt:
» UnterscheidungspezifischerGefahreninBezugaufdiephysikalischenundchemischenParameter
desNanomaterials
» AufbaueinerKorrelationzwischengenotoxikologischenDatenaus in vivound in vitroExperi-
mentenundweitereInformationenzurBioakkumulationvonNanomaterialiendurchdieIdentifi-
zierungderZielorgane.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,erstePublikationenaufWebsite
WeitereInformationen WebsitemitLinkszuerstenPublikationen:http://www.nanogenotox.eu
15 WeitereEU-Projektesieheauchhier:http://cordis.europa.eu/nanotechnology/src/safety.htm
iii. antworten – humantoxikologie – europäische forschungsprojekte
36
III.2.1.3 RoadmapzurHumantoxikologieundzurSicherheitsforschungvonNanomaterialien
Projekte anhand der prioritären (DECHEMA/VCI) ForschungsthemenPriorität und Beschreibung 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
1 Untersuchung der entscheidenden Parameter für die toxischen Effekte (Größe, chemische Zusammensetzung, Oberflächen-, Morphologie-effekte, ...)
=> seit 1998: GSF/EPA-
Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation
Nanosafe NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
Nanotox NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
Nanotox NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
NanoRisk Canape
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH NanoRisk Canape
2 Entwicklung und Bewertung von toxikologischen Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erkennung unterschiedlicher spezifischer Wirkungen im Körper unter konkreten Praxisbedin-gungen, z. B. am Arbeitsplatz. Identifikation bzw. Entwicklung geeigneter (neuer) toxikologischer Modelle (in vivo und in vitro), Entwicklung von schnellen Screening-Möglichkeiten zur Unter-suchung toxikologischer Effekte bereits in der Entwicklungsphase
Nanosafe2 INOS Nanosafe2
HMGU
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA
3 Durchführung toxikologischer Studien für andere Stoffe als Titandioxid und Industrieruß
FZK-ITG: internes Forschungs- programm
NanoRisk Canape
NanoRisk Canape
NanoRisk Canape
KIT Nanosafe2
Particle Risk NanoRsik Canape
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
NanoRisk Canape
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
NanoRisk Canape
4 Entwicklung von Methoden zur reproduzierbaren Aerosolherstellung im Nanobereich für toxikolo-gische Studien
NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth KIT ASO
Nanosafe2 NanoHealth
Nanocare KIT
ASO HMGU
Nanosafe2 NanoHealth
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
5 Transport von Nanoobjekten in Zellen hinein und durch Zellen hindurch (Überschreiten von organismischen Schranken – Blut-Hirn-Schranke, Plazentaschranke u.a.m.)
FZK-ITG: internes Forschungs- programm GSF/EPA-
Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA-Kooperation
CFN
GSF/EPA-Kooperation
CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
CFN Nanosafe2
Particle Risk NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS NanoRisk
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS DIPNA
NanoRisk
6 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Haut
Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm
7 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Lunge
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation NanoHealth
GSF/EPA- Kooperation NanoHealth
GSF/EPA-Kooperation NanoHealth
GSF/EPA-Kooperation NanoHealth
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU LS
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU LS
Nanosafe2 NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU NanoCare Nanosafe2
LS NanoRisk
NanoHealth
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NANOSH NanoRisk
NanoHealth
8 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) und Ent-wicklung von Methoden zur Erfassung von Art und Konzentration von Nanopartikeln am Arbeitsplatz und in der Umwelt
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
GSF/EPA-Kooperation
NEW
Nanosafe2 GSF/EPA-
Kooperation NEW
IMPART
Nanosafe2 GSF/EPA-
Kooperation NEW
IMPART
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH
9 Stabilität von Agglomeraten unter realen technischen Bedingungen
NanoCare HMGU
Nanocare HMGU
10 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) im Körper
HMGU NEW
Nanosafe2 NanoCare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
11 Zerfallsmechanismen von Agglomeraten in Körperflüssigkeit
Nanocare INOS
Nanocare INOS UniL
AbkürzungenRoadmap:
Ag-NP: Nanosilberpartikel(BMBF),aapBiomaterialsGmbH;
ASO: Aerosol-SynthesevonMetalloxiden,Univ.Duisburg-Essen;
DFG: SP1313derDeutschenForschungsgemeinschaft;
CFN: DFG-CentreforFunctionalNanostructures,Karlsruhe;
KIT: F&EInstitutfürToxikologieundGenetikdesKIT(KarlsruherInstitutfürTechnologie,bis2009FZK:Forschungszentrum
Karlsruhe);
iii. antworten – humantoxikologie – roadmap
37
iii. antworten – humantoxikologie – roadmap
Projekte anhand der prioritären (DECHEMA/VCI) ForschungsthemenPriorität und Beschreibung 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
1 Untersuchung der entscheidenden Parameter für die toxischen Effekte (Größe, chemische Zusammensetzung, Oberflächen-, Morphologie-effekte, ...)
=> seit 1998: GSF/EPA-
Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation
Nanosafe NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
Nanotox NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
Nanotox NanoRisk Canape
GSF/EPA- Kooperation
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
NanoRisk Canape
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH NanoRisk Canape
2 Entwicklung und Bewertung von toxikologischen Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erkennung unterschiedlicher spezifischer Wirkungen im Körper unter konkreten Praxisbedin-gungen, z. B. am Arbeitsplatz. Identifikation bzw. Entwicklung geeigneter (neuer) toxikologischer Modelle (in vivo und in vitro), Entwicklung von schnellen Screening-Möglichkeiten zur Unter-suchung toxikologischer Effekte bereits in der Entwicklungsphase
Nanosafe2 INOS Nanosafe2
HMGU
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA
3 Durchführung toxikologischer Studien für andere Stoffe als Titandioxid und Industrieruß
FZK-ITG: internes Forschungs- programm
NanoRisk Canape
NanoRisk Canape
NanoRisk Canape
KIT Nanosafe2
Particle Risk NanoRsik Canape
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
NanoRisk Canape
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
NanoRisk Canape
4 Entwicklung von Methoden zur reproduzierbaren Aerosolherstellung im Nanobereich für toxikolo-gische Studien
NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth NanoHealth KIT ASO
Nanosafe2 NanoHealth
Nanocare KIT
ASO HMGU
Nanosafe2 NanoHealth
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
5 Transport von Nanoobjekten in Zellen hinein und durch Zellen hindurch (Überschreiten von organismischen Schranken – Blut-Hirn-Schranke, Plazentaschranke u.a.m.)
FZK-ITG: internes Forschungs- programm GSF/EPA-
Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA- Kooperation
CFN
GSF/EPA-Kooperation
CFN
GSF/EPA-Kooperation
CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation CFN
CFN Nanosafe2
Particle Risk NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS NanoRisk
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS DIPNA
NanoRisk
6 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Haut
Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm Nanoderm
7 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Lunge
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation
GSF/EPA- Kooperation NanoHealth
GSF/EPA- Kooperation NanoHealth
GSF/EPA-Kooperation NanoHealth
GSF/EPA-Kooperation NanoHealth
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU LS
NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU LS
Nanosafe2 NanoRisk GSF/EPA-
Kooperation NanoHealth
HMGU NanoCare Nanosafe2
LS NanoRisk
NanoHealth
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NANOSH NanoRisk
NanoHealth
8 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) und Ent-wicklung von Methoden zur Erfassung von Art und Konzentration von Nanopartikeln am Arbeitsplatz und in der Umwelt
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
GSF/EPA- Kooperation
NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
Nanosafe GSF/EPA-
Kooperation NEW
GSF/EPA-Kooperation
NEW
Nanosafe2 GSF/EPA-
Kooperation NEW
IMPART
Nanosafe2 GSF/EPA-
Kooperation NEW
IMPART
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH
9 Stabilität von Agglomeraten unter realen technischen Bedingungen
NanoCare HMGU
Nanocare HMGU
10 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) im Körper
HMGU NEW
Nanosafe2 NanoCare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
11 Zerfallsmechanismen von Agglomeraten in Körperflüssigkeit
Nanocare INOS
Nanocare INOS UniL
HMGU: HelmholtzZentrumMünchen,DeutschesForschungszentrumfürGesundheitundUmwelt;
LS: Developmentofalungsimulator,IUTA,Duisburg;
NEW: Nanopartikel-ExpositionamArbeitsplatz,IUTA,Duisburg;
UniL: UniversitätLeipzig
38
Projekte anhand der prioritären (DECHEMA/VCI) ForschungsthemenPriorität und Beschreibung 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
1 Untersuchung der entscheidenden Parameter für die toxischen Effekte (Größe, chemische Zusammensetzung, Oberflächen-, Morphologie-effekte, ...)
INOS Nanocare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH
EMPA NanoRisk Canape
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH
EMPA Canape
NanoCare INOS
TRACER CarboSafe
CellNanoTox NANOSH
EMPA KIT
HMGU Canape
NanoCare INOS
TRACER CarboSafe
CellNanoTox NANOSH
EMPA KIT
HMGU IANH
NanoCare TRACER
CarboSafe CellNanoTox
NANOSH KIT
HMGU IANH
InLiveTox
NanoCare CarboSafe
CellNanoTox AnNa
NanoLang NANOSH
KIT HMGU IANH
InLiveTox
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU IANH
InLiveToxNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe NanoLang NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
2 Entwicklung und Bewertung von toxikologischen Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erkennung unterschiedlicher spezifischer Wirkungen im Körper unter konkreten Praxisbedin-gungen, z. B. am Arbeitsplatz. Identifikation bzw. Entwicklung geeigneter (neuer) toxikologischer Modelle (in vivo und in vitro), Entwicklung von schnellen Screening-Möglichkeiten zur Unter-suchung toxikologischer Effekte bereits in der Entwicklungsphase
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanosafe2
CellNanoTox DIPNA
NanoInteract NANOMMUNE
EMPA KIT
HMGU NanoImpactNet
Nanosafe2 CellNanoTox
DIPNA NanoInteract NANOMMUNE
KIT HMGU
NanoImpactNet InLiveTox
CellNanoTox DIPNA
NanoInteract NANOMMUNE
KIT HMGU
NanoImpactNet InLiveTox
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLIveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NanoImpactNet InLiveTox
VIGO CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
VIGO CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoMed
3 Durchführung toxikologischer Studien für andere Stoffe als Titandioxid und Industrieruß
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
EMPA NanoRisk Canape
Nanosafe Tex.
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
EMPA Canapoe
Nanosafe Tex.
Nanocare Nanosafe2
HMGU Particle Risk
INOS CarboSafe NanoTEST
EMPA KIT
Canape AntiCarb
POCO MAGISTER
Nanosafe Tex.
Nanosafe2 Particle Risk
INOS CarboSafe NanoTEST
EMPA KIT
HMGU AntiCarb
POCO MAGISTER
Nanosafe Tex.
Nanosafe2 CarboSafe NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER Nanosafe Tex.
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER Nanosafe Tex.
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTERNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe NanoLang
POCO MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
4 Entwicklung von Methoden zur reproduzierbaren Aerosolherstellung im Nanobereich für toxikolo-gische Studien
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
Nanosafe2 NANO-TRANSPORT
KIT HMGU
NanoHealth
Nanosafe2 KIT
HMGU NanoHealth
Nanosafe2 KIT
HMGU
KIT HMGU
KIT HMGU
KIT HMGU
Carbon Black
KIT HMGU
Carbon Black
KIT HMGU
Carbon Black
Carbon Black Carbon Black Carbon Black Carbon Black
5 Transport von Nanoobjekten in Zellen hinein und durch Zellen hindurch (Überschreiten von organismischen Schranken – Blut-Hirn-Schranke, Plazentaschranke u.a.m.)
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS DIPNA
NanoRisk
CFN Particle Rsik
DFG Nanosafe2
INOS DIPNA
CFN Particle Risk
DFG INOS
Nanosafe2 DIPNA
NanoTEST EMPA POCO
MAGISTER
CFN Particle Risk
DFG INOS
Nanosafe2 DIPNA
NanoTEST EMPA
KIT POCO
MAGISTER
CFN Nanosafe2
DFG DIPNA
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
CFN DFG
DIPNA NanoTEST
KIT POCO
MAGISTER NeuroNano
InLiveTox
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
Carbon Black NanoKon NanoMed
DFG Carbon Black
NanoKon NanoMed
DFG Carbon Black
NanoKon NanoMed
6 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Haut
7 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Lunge
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH NanoRisk
NanoHealth
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH NanoHealth
Nanocare LS
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
NanoHealth
Nanocare LS
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
NanoHealth
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
HMGU HMGU Carbon Black
HMGU Carbon Black
HMGU Carbon Black
Carbon Black Carbon Black Carbon Black Carbon Black
8 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) und Ent-wicklung von Methoden zur Erfassung von Art und Konzentration von Nanopartikeln am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
Nanosafe2 NEW
IMPART DFG
CarboSafe NANOSH
NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU
Nanosafe2 NEW
IMPART DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU
Nanosafe2 NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU NanoHouse
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NNanoExpo
(BMBF)
DFG NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG NanoExpo
(BMBF)
DFG
9 Stabilität von Agglomeraten unter realen technischen Bedingungen
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
HMGU HMGU HMGU HMGU HMGU HMGU
10 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) im Körper
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
Nanosafe2 HMGU
LENA HMGU
LENA HMGU
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA NanoKon
Ag-NP
LENA NanoKon
Ag-NP
NanoKon NanoKon
11 Zerfallsmechanismen von Agglomeraten in Körperflüssigkeit
Nanocare INOS UniL
Nanocare INOS UniL
Nanocare INOS
HMGU UniL
Nanocare INOS
HMGU UniL
Nanocare HMGU UniL
HMGU UniL
HMGU UniL
HMGU UniL
NanoMed
HMGU UniL
NanoMed
HMGU UniL
NanoMed
NanoMed NanoMed NanoMed NanoMed
iii. antworten – humantoxikologie – roadmap
39
iii. antworten – humantoxikologie – roadmap
Projekte anhand der prioritären (DECHEMA/VCI) ForschungsthemenPriorität und Beschreibung 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
1 Untersuchung der entscheidenden Parameter für die toxischen Effekte (Größe, chemische Zusammensetzung, Oberflächen-, Morphologie-effekte, ...)
INOS Nanocare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH
EMPA NanoRisk Canape
INOS NanoCare
KIT HMGU
Nanotox Tracer
CellNanoTox NANOSH
EMPA Canape
NanoCare INOS
TRACER CarboSafe
CellNanoTox NANOSH
EMPA KIT
HMGU Canape
NanoCare INOS
TRACER CarboSafe
CellNanoTox NANOSH
EMPA KIT
HMGU IANH
NanoCare TRACER
CarboSafe CellNanoTox
NANOSH KIT
HMGU IANH
InLiveTox
NanoCare CarboSafe
CellNanoTox AnNa
NanoLang NANOSH
KIT HMGU IANH
InLiveTox
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU IANH
InLiveToxNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang KIT
HMGU NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboSafe NanoLang NanoGEM
IANH InLiveTox
Carbon Black CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
NanoGEM Carbon Black
CarboTox NanoKon NanoMed
2 Entwicklung und Bewertung von toxikologischen Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung für die Erkennung unterschiedlicher spezifischer Wirkungen im Körper unter konkreten Praxisbedin-gungen, z. B. am Arbeitsplatz. Identifikation bzw. Entwicklung geeigneter (neuer) toxikologischer Modelle (in vivo und in vitro), Entwicklung von schnellen Screening-Möglichkeiten zur Unter-suchung toxikologischer Effekte bereits in der Entwicklungsphase
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU CellNanoTox
DIPNA NanoInteract
EMPA
INOS Nanosafe2
CellNanoTox DIPNA
NanoInteract NANOMMUNE
EMPA KIT
HMGU NanoImpactNet
Nanosafe2 CellNanoTox
DIPNA NanoInteract NANOMMUNE
KIT HMGU
NanoImpactNet InLiveTox
CellNanoTox DIPNA
NanoInteract NANOMMUNE
KIT HMGU
NanoImpactNet InLiveTox
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLiveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NANOMMUNE KIT
HMGU NanoImpactNet
InLIveTox VIGO
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
NanoImpactNet InLiveTox
VIGO CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
VIGO CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoMed
3 Durchführung toxikologischer Studien für andere Stoffe als Titandioxid und Industrieruß
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
EMPA NanoRisk Canape
Nanosafe Tex.
INOS Nanocare
KIT Nanosafe2
HMGU Particle Risk
EMPA Canapoe
Nanosafe Tex.
Nanocare Nanosafe2
HMGU Particle Risk
INOS CarboSafe NanoTEST
EMPA KIT
Canape AntiCarb
POCO MAGISTER
Nanosafe Tex.
Nanosafe2 Particle Risk
INOS CarboSafe NanoTEST
EMPA KIT
HMGU AntiCarb
POCO MAGISTER
Nanosafe Tex.
Nanosafe2 CarboSafe NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER Nanosafe Tex.
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER Nanosafe Tex.
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTERNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU
AntiCarb POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe AnNa
NanoLang NanoTEST
KIT HMGU POCO
MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboSafe NanoLang
POCO MAGISTER CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
Ag-NPNANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
NANOGENOTOX
CarboTox NanoKon NanoMed
4 Entwicklung von Methoden zur reproduzierbaren Aerosolherstellung im Nanobereich für toxikolo-gische Studien
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
Nanocare KIT
ASO Nanosafe2
HMGU NANO-TRANSPORT
NanoHealth
Nanosafe2 NANO-TRANSPORT
KIT HMGU
NanoHealth
Nanosafe2 KIT
HMGU NanoHealth
Nanosafe2 KIT
HMGU
KIT HMGU
KIT HMGU
KIT HMGU
Carbon Black
KIT HMGU
Carbon Black
KIT HMGU
Carbon Black
Carbon Black Carbon Black Carbon Black Carbon Black
5 Transport von Nanoobjekten in Zellen hinein und durch Zellen hindurch (Überschreiten von organismischen Schranken – Blut-Hirn-Schranke, Plazentaschranke u.a.m.)
CFN Particle Risk Nanosafe2
INOS DIPNA
NanoRisk
CFN Particle Rsik
DFG Nanosafe2
INOS DIPNA
CFN Particle Risk
DFG INOS
Nanosafe2 DIPNA
NanoTEST EMPA POCO
MAGISTER
CFN Particle Risk
DFG INOS
Nanosafe2 DIPNA
NanoTEST EMPA
KIT POCO
MAGISTER
CFN Nanosafe2
DFG DIPNA
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
CFN DFG
DIPNA NanoTEST
KIT POCO
MAGISTER NeuroNano
InLiveTox
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
NanoTEST KIT
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
POCO MAGISTER
NeuroNano InLiveTox
Carbon Black NanoKon NanoMed
CFN DFG
Carbon Black NanoKon NanoMed
DFG Carbon Black
NanoKon NanoMed
DFG Carbon Black
NanoKon NanoMed
6 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Haut
7 Aufnahmemechanismen von Nanoobjekten über die Lunge
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH NanoRisk
NanoHealth
HMGU Nanocare
LS Nanosafe2
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH NanoHealth
Nanocare LS
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
NanoHealth
Nanocare LS
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
NanoHealth
Nanosafe2 CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
CellNanoTox NanoInteract
NANOSH HMGU
HMGU HMGU Carbon Black
HMGU Carbon Black
HMGU Carbon Black
Carbon Black Carbon Black Carbon Black Carbon Black
8 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) und Ent-wicklung von Methoden zur Erfassung von Art und Konzentration von Nanopartikeln am Arbeitsplatz und in der Umwelt
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH
Nanosafe2 NEW
IMPART HMGU
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
Nanosafe2 NEW
IMPART DFG
CarboSafe NANOSH
NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU
Nanosafe2 NEW
IMPART DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU
Nanosafe2 NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund
HMGU NanoHouse
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE
NANOSH NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
NEW DFG
CarboSafe NANOMMUNE NanoExpo(BY) NanoGesund NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG CarboSafe
NanoHouse NNanoExpo
(BMBF)
DFG NanoHouse NanoExpo
(BMBF)
DFG NanoExpo
(BMBF)
DFG
9 Stabilität von Agglomeraten unter realen technischen Bedingungen
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
Nanocare HMGU
HMGU HMGU HMGU HMGU HMGU HMGU
10 Untersuchungen zur realen Erscheinungsform (isolierte Nanoobjekte, Agglomerate) im Körper
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
HMGU NEW
Nanosafe2 Nanocare
Nanosafe2 HMGU
LENA HMGU
LENA HMGU
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA HMGU
NanoKon Ag-NP
LENA NanoKon
Ag-NP
LENA NanoKon
Ag-NP
NanoKon NanoKon
11 Zerfallsmechanismen von Agglomeraten in Körperflüssigkeit
Nanocare INOS UniL
Nanocare INOS UniL
Nanocare INOS
HMGU UniL
Nanocare INOS
HMGU UniL
Nanocare HMGU UniL
HMGU UniL
HMGU UniL
HMGU UniL
NanoMed
HMGU UniL
NanoMed
HMGU UniL
NanoMed
NanoMed NanoMed NanoMed NanoMed
40
III.2.2 ÜberblicküberProjektezurökologiebezogenen
SicherheitsforschungvonNanomaterialien
Auch hier werden wieder nationale und internationale Pro-
jektergebnisse dargestellt. Entsprechend der Vorgehens-
weiseinKapitelIII.2.1liegtwiederderSchwerpunktaufden
nationalenForschungsprojektenwegenderbesserenDaten-
zugänglichkeit.
(Weitere Projekte, die neben Umwelt- auch Human-Toxiko-
logieaspekte berühren, finden sich in den vorhergehenden
Kapiteln.)
III.2.2.1 NationaleForschungsprojekte
Name NanoFlow–MobilitätsynthetischerNanopartikelimwassergesättigtenundvariabelwasser-
gesättigtenUntergrund
Förderer BMBF
Laufzeit 10/2009–09/2012
Aufgabenstellung ThemadesVorhabensNanoFlowistdieErforschungderAuswirkungsynthetischerNanoobjekteauf
dieUmwelt.ImFokusstehendasVerhaltenunddieWirkungvonMaterialiensowievonProduktenmit
integriertenfunktionalenNanomaterialienimBodenundGrundwasser.Dazuwerdengrundlegende
TechnikenundStandardtestverfahrenzurBestimmungrelevanterWirkmechanismenund-schwellen
erarbeitet,mitdenendieBeweglichkeitvonNanomaterialienimUntergrundstudiertwerdensoll.Die
ErgebnissewerdenalsGrundlagefürdieAbleitungvonGesetzmäßigkeitenzurMobilität,Stabilität
unddenWechselbeziehungenvonuntersuchtenMaterialienmitBodenundWasserdienen.
ZielistdieEntwicklungvonModellenzurRisikoabschätzungbeiderVerbreitungvonNanoobjekten
inBodenundGrundwasserleitern.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen » http://webserver.lih.rwth-aachen.de/content/e35/e1049/
» Neukum,C.,Klumpp,E.,Pütz,T.,Klein,T.,Azzam,R.(2010):NANOFLOW:Mobilitätsynthetischer
NanopartikelimUntergrund–Projektvorstellungin: Schriftenreihe der Deutschen Gesellschaft
für Geowissenschaften67,151
Name NanoLang(Roadmap-Acronym)–PrüfungausgewählterNanomaterialienhinsichtlichihrer
ökotoxikologischenLangzeitwirkungen–AnpassungderPrüfverfahren“
Förderer UBA
Laufzeit 10/2009–02/2012
Aufgabenstellung Das Projekt beschäftigt sich mit Langzeiteffekten von Nanomaterialien auf die Umwelt. Auch hier
sollendieangewandtenstandardisiertenTestsanNanomaterialienangepasstwerden.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
Name AnNa(Roadmap-Acronym)–AnwendungzweieramhäufigstenverwendeterNanomaterialienwie
TitandioxidundSilberindengrundlegendenTestverfahrenzurCharakterisierungdieserSubstanzen
Förderer UBA
Laufzeit 10/2009–11/2011
Aufgabenstellung VerschiedeneNanomaterialienwerdenhinsichtlichihrerakutenÖkotoxizitätaufaquatischeundter-
restrischeOrganismennachstandardisiertenRichtlinienuntersucht.ZielistnichtalleindieErmitt-
lungvonschädlicherWirkungaufdieUmwelt,sondernauchdieAnpassungstandardisierterTestver-
fahrenandiebesonderenEigenschaftenvonNanomaterialien.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
iii. antworten – ökotoxikologie – nationale forschungsprojekte
41
Name Nano-gTC(Roadmap-Acronym)–AnwendungzweieramhäufigstenverwendeterNanomaterialien
wieTiO2undSilberindengrundlegendenTestverfahrenzurCharakterisierungdieserSubstanzen
Förderer UBA
Laufzeit 10/2009–02/2012
Aufgabenstellung DasProjektbefasstsichmitderAnwendungundmöglicherweisenotwendigenAnpassungverschie-
dener OECD-Richtlinien zur ökotoxikologischen Untersuchung von Nanomaterialien. Es kommen
dazuexemplarischverschiedenenanoskaligeTitandioxidmaterialien,alsaucheinNanosilbermaterial
zumEinsatz.DabeiwerdendieUmweltkompartimenteWasser,Boden,Sedimentbetrachtet.
Ergebnisse WerdenerstnachEndberichtserstellungundRücksprachemitdemUBAverfügbar
Name UmRiNa(Roadmap-Acronym)–UmweltrisikenvonNanomaterialien:UntersuchungdesVerhaltens
ausgewählterNanomaterialienunterUmweltbedingungeninAbhängigkeitvonForm,Größeund
Oberflächengestaltung
Förderer UBA
Laufzeit 10/2009–10/2011
Aufgabenstellung IndemProjektwerdenstandardisierteTestverfahren(OECD-Guidelines)inHinblickaufdieAnwend-
barkeitfürNanomaterialiengetestetundgegebenenfallsModifikationenerarbeitetundvorgeschla-
gen.DiemitdiesenMethodenerhaltenenErgebnisseliefernweiterhinErgebnissezumVerhaltenund
MobilitätvonNanomaterialieninderUmwelt.
Ergebnisse WesentlichePunkte,diesichindemProjektzeigensindz.B.
» Stabile Suspensionen der Nanomaterialien in für die Studien notwendigen Flüssigkeiten sind
nichtmiteinerDispersionsvorschriftzuerfassen,
» dieKläranalgenexperimentezeigeneinhohesRückhaltevermögenvonNanomaterialien;Einige
wenigeProzentdeszugegebenenNanomaterialsverlässtdieAnlagemitdemAbfluss;
» die Transportuntersuchungen von Nanomaterialien in Böden zeigen ein Akkumulation in den
oberstenBodenschichtenindenSäulenexperimenten.
DieseundweitereErgebnissewerdenimAbschlussberichtimOktober2011einemFachgremiumvor-
gestelltundanschließendveröffentlicht.
Name Fe-NANOSIT–EisenbasierteNanopartikelundNanokompositstrukturenzurSchadstoffentfernungaus
Grund-undAbwässern
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2013
Aufgabenstellung ZieldesProjektesFe-NANOSITistdieEntwicklungneuerenergie-undressourcenschonenderReini-
gungstechnologienzurAb-undGrundwasserreinigung.DazusollenreaktiveNanomaterialienein-
gesetztwerden,umdashohePotentialderNanotechnologiefürdieWasserreinigungverstärktzu
nutzen.ImZentrumderArbeitenstehenmaßgeschneiderte,neuartigeundreaktiveNanoobjekteauf
derBasisvonEisen/Kohlenstoff-KompositensowiemagnetischerNanokatalysatoren.DieRegenerie-
rungkontaminierterWasserressourcenmitHilfederneuenMaterialiensolleinfachhandhabbarsein,
nurniedrigeKostenverursachenundkurzeSanierungszeitenerfordern.DerwirtschaftlicheNutzen
derneuenVerfahrenzurGrund-undAbwasserreinigungsollvorallemkleinenundmittelständischen
Unternehmenzugutekommen.ImRahmendergeplantenArbeitensindfürdieneuenNanomaterialien
eineumfassendeRisikobewertungundeineökotoxikologischeBewertungvorgesehen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/Fe-NANOSIT
iii. antworten – ökotoxikologie – nationale forschungsprojekte
42
Name NAPASAN–EinsatzvonNano-PartikelnzurSanierungvonGrundwasserschadensfällen
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2013
Aufgabenstellung ZieldesVorhabensNAPASANistes,HerstellungsprozessevonNanoobjekten(EisenundNichteisen-
metalle) unter Berücksichtigung von abzureinigenden Schadstoffen und ökonomischen Gesichts-
punktenweiterzuentwickeln.DiePartikelmüssensomodifiziertwerden,dasseinTransportinder
BodenzoneermöglichtundeinKontaktmitdenSchadstoffenunddamitderenAbbaugewährleistet
wird.ParallelhierzusolleineGefahrenabschätzungderAnwendungdieserNanoobjektevorgenom-
mensowiederNachweisihrersicherenAnwendungfürdenSanierungserfolgerbrachtwerden.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.napasan.de
Name NanoKiesel–NanoskaligerKieselsäureschlamm–TechnologieentwicklungenzurVerwertungin
mineralischenBaustoffenmitdemZielderVerbesserungderWerkstoffeigenschaften
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2012
Aufgabenstellung ZieldesProjektes istdieEntwicklungeinesVerwertungsverfahrens fürnanoskaligenKieselsäure-
schlammausderAbwasserbehandlunginder IndustrieundderEinsatzdiesesNano-Reststoffs in
BaustoffenzurVerbesserungderWerkstoffeigenschaften.DazugehörendieEntwicklungeinerAuf-
bereitungstechnologieunddieUntersuchungverschiedenerAnwendungsmöglichkeitenimBauwe-
sen.DasProjektbeinhaltetdieEntwicklungderMaschinen-undAnlagentechnikzumAufbereitender
FilterrückständemitdemZieleinerAnpassungfürdenanschließendenEinsatzindenverschiedenen
Baustoffen(Ziegel,Beton,Putz,Mörtel).DerUmgangmitKieselsäureabfällenwährendderAufberei-
tungundVerarbeitungwirdökotoxikologischbewertet,umfürdennanoskaligenReststoffAnforde-
rungenandenGesundheits-undUmweltschutzzudefinieren.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/NanoKiesel
Name NanoSan–NanotechnologischesSanierungsverfahren–In situAnwendungvonEisenoxid-
NanopartikelnzurEliminationvonSchadstoffeninAltlasten
Förderer BMBF
Laufzeit 07/2010–06/2013
Aufgabenstellung ImRahmendesVorhabensNanoSansolleinneuesVerfahrenzurbiologischenin situ-Sanierungvon
Benzin-undTeeröl-Grundwasserschädenentwickeltwerden.InkontaminiertenGrundwasserleitern
kanndasPotentialeinernatürlichenSelbstreinigungdurchMikroorganismenoftnichtgenutztwer-
den,dadasreichlichvorhandeneEisen(III),dasalsStimulansfürdenbiologischenAbbaufungieren
kann, nicht bioverfügbar ist. Durch Einsatz von speziellen, ökotoxikologisch geprüften Eisenoxid-
NanopartikelndirektamSchadensherdsolldieBioverfügbarkeitverbessertunddamiteineinnova-
tivein situ-Sanierungsmethodeerarbeitetwerden.DieseneueMethodeistimGrundsatzerheblich
effizienter,kostengünstigerundumweltschonenderalsbisherigekonservativeVerfahren.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/NanoSan
iii. antworten – ökotoxikologie – nationale forschungsprojekte
43
Name MVV-Nano(Roadmap-Acronym)–Mobilität,VerhaltenundVerbleibvonNanomaterialieninden
verschiedenenUmweltmedien
Förderer UBA
Laufzeit 10/2010–08/2012
Aufgabenstellung FolgeprojektvonUmRiNa,mitfolgendenSchwerpunkten:
» UntersuchungdesEinflussesvonCoatingsvonNanoobjektenaufderenVerhalteninderUmwelt,
» UntersuchungderStabilitätderCoatingsvonNanomaterialienunterUmweltbedingungenbzw.
EntwicklungvonVerfahrenzurAnalysedesCoatings,
» BetrachtungderMobilisierungvonSchadstoffen,derBindungvonNährstoffenoderdermöglichen
WirkungalsKatalysatorenbeimTransportvonNanomaterialieninBöden.
Ergebnisse EsstehennochkeineveröffentlichteErgebnissezurVerfügung
Name Nanorisk(UBA)–UmweltrisikendurchNanomaterialienunterBeachtungrelevanter
Expositionsszenarien
Förderer UBA
Laufzeit 11/2010–06/2013
Aufgabenstellung InnerhalbdesProjektessollenmehrereOECD-RichtlinienaufihreAnwendbarkeitfürdieBewertung
vonNanomaterialienüberprüftundgegebenenfallsweiterentwickeltwerden.Füreinerealistische
Risikobewertungvonnano-TiO2werdenTestaufverschiedenentrophischenEbenen(Bakterien,Was-
serfloh,Fisch,Wurm),aufverschiedenenEffektebenen(Atmung,Mobilität,embryonaleEntwicklung,
Reproduktion) sowie in verschiedenen Umweltkompartimenten (Belebtschlamm, Wasser, Boden)
durchgeführt.ZudemsollendieKombinationswirkungvonTiO2-Partikelnundeinerumweltrelevanten
ChemikaliebezüglichderEffekteaufOrganismenuntersuchtwerden.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
iii. antworten – ökotoxikologie – nationale forschungsprojekte
44
iii. antworten – ökotoxikologie – europäische forschungsprojekte
Name NanoSafeTextiles
Förderer TVSTextilverbandSchweizundEmpa(CH)
Laufzeit 2007–2009
Aufgabenstellung ZieldiesesProjekteswares,eineAuslegeordnungzudenEntwicklungstrendsheutigerundzukünf-
tigerAnwendungenvonsynthetischenNanoobjekteninTextilienzuerstellenundmöglicheRisiken
entlangdesLebenszyklusvontextilenAnwendungenaufzudecken.
Ergebnisse Zitate aus dem Abschlussbericht (Stand März 2010), bezogen auf umweltbezogene Aspekte von
nanoobjektmodifiziertenTextilien16:
„Bezüglich der Umwelt ergibt sich ein etwas anderes Bild imVergleich zur Gesundheit. Silizium-
dioxid, Aluminium(hydr)oxide, Montmorillonit, CNT und CB [Anm. d. Red.: Industrieruß, Carbon
Black]scheineneherunbedenklichzusein,währendSilberundZnO[Anm.d.Red.:Zinkoxid]prob-
lematischersind,vorallem,dasiesichauflösenunddasgelösteIonbekanntermaßeneinetoxische
WirkungaufOrganismenhat.BeiTiO2spieltdieAuflösungzwarkeineRolle,dochwirdesinrelativ
hohenMengeneingesetztundistdasjenigeNP[Anm.d.Red.:Nanopartikel],beiwelchemEffektein
einigenStudienschonbeirechtniedrigenKonzentrationenbeobachtetwerdenkonnten.Jedochsind
dieseEffekteimmernochrelativschwach,verglichenzumBeispielmiteinigeninderSchweizzuge-
lassenenPestiziden.DieseEinschätzungenmüssenneuangepasstwerden, jenachdem,wieviele
neueNano-ProduktemitwelchenspezifischenLebenszyklenaufdenMarktkommen.“
WeitereInformationen http://www.swisstextiles.ch/news/allenews/archive-2010/?id=10756
Name ExPO(Roadmap-Acronym)–ExpositionsmodellierungvontechnischenNanopartikelninderUmwelt
Förderer Empa(CH)
Laufzeit 2008
Aufgabenstellung Inder„ExpositionsmodellierungvontechnischenNanopartikelninderUmwelt“(ExPO),dieander
EmpainSt.Gallendurchgeführtwurde,werdendieBewegungenderNanoobjektewährenddesge-
samtenLebenszyklusvonNano-Produktenverfolgtundeswirdgeschätzt,wanneineFreisetzungvon
Nanoobjektenauftretenkann,z.B.währendderProduktion,VerwendungoderEntsorgungeinesPro-
duktes.DieseLebenszyklus-ModellierungsolltenichtmitLebenszyklus-Analyse(LCA),diedieUn-
tersuchungundBewertungderUmweltauswirkungeneinesProduktesodereinerDienstleistungist,
verwechseltwerden.UntersuchtwurdenNano-Silber,Nano-TiO2undKohlenstoff-Nanoröhren(CNT).
Ergebnisse Der neue Modellierungs-Ansatz dieser Arbeiten bietet einen quantitativen Ausgangspunkt für die
DiskussionüberdieökologischenAuswirkungenvonNanoobjekten.DieErgebnissedienenalseine
ersteGrundlage,umökotoxikologischeDatenzuvergleichenundWissenschaftlernzuhelfen,Expe-
rimentezuentwickeln,dienatürlicheBedingungennachahmen.
WeitereInformationen Environ. Sci. Technol.,2008,42(12),pp4447–4453
III.2.2.2 EuropäischeForschungsprojekte
16 ZuhumantoxikologischenAspektens.KapitelIII.2.1.2
45
Name ENNSATOx–EngineeredNanoparticleImpactonAquaticEnvironments:
Structure,ActivityandToxicology
Förderer EU
Laufzeit 07/2009–06/2012
Aufgabenstellung DasZielistdieUntersuchungundZuordnungderStrukturundFunktionalitätvonvollständigcharak-
terisiertensynthetischenNanoobjektenzuihrerbiologischenAktivitätinaquatischenUmgebungen,
unterBerücksichtigungdesEinflussesvonNanoobjektenaufökologischeSystemevonBeginnihrer
FreisetzunganbiszurAufnahmedurchUmweltorganismen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www.ennsatox.eu
DiehiergelistetenProjektesindaufder folgendenSeiteden inKapitel III.1.2gestelltenFragenzugeordnetundzeitlichein-
sortiertworden.SofernindenProjektenzurHumantoxikologieebenfallsökotoxikologischeoderExpositions-Untersuchungen
zuzuordnenwaren,sinddieseProjekteebenfallsinderTabelleaufgeführt.
46
III.2.2.3 RoadmapzuumweltbezogenenSicherheitsaspektensowiezurFreisetzungvonNanoobjekten
iii. antworten – ökotoxikologie – roadmap
Laufende Nummer und Beschreibung 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
Entwicklung von Methodologien für die Überprüfung von Effekten
1 Entwicklung von global harmonisierten Methoden für die Messung des Umwelteinflusses und der Ökotoxizität (Standardisierung erforderlich)
CarboSafe CarboSafe CarboSafe UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafeENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoTrack UMSICHT
ENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
UmRiNaAnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafe NanoPharm
NanoSan NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
2 Identifikation und Vorbereitung von Referenz-Nanoobjekten
UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT
Substanzeigenschaften
3 Bestimmung der Agglomeration/Segregation von spezifischen Nano-objekten (Stabilität des Nanoobjekts), Generalisierung der Resultate, um ein Standardmodel für Agglomeration/Segregation zu entwickeln
NanoTox NanoTox NanoTox NanoTox CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeUMSICHT
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
UMSICHTCarboLifeCycle
UMSICHTCarboLifeCycle
CarboLifeCycle
4 Aspekte zum Lebenszyklus (Beseitigung von Stäuben, Recycling)
Nanosafe- Textiles
Nanosafe- Textiles
ExpoCarboSafe Nanosafe-
Textiles
CarboSafe Nanosafe-
Textiles
CarboSafe Nanosafe-
Textiles
UmRiNaCarboSafe Nanosafe-
Textiles
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKiesel
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
CarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
Verhalten und Schicksal in der Umwelt
5 Bestimmungen der Mobilität von persistenten, technischen Nanoobjekten in Oberflächenwässern, Grundwässern und Böden (Deposition, Mobilisation, Adsorption, Desorption, Kinetik, Verteilung, Morphologie) und der wesentlichen Parameter zur Festlegung ihrer Mobilität
NanoTox NanoTox NanoTox NanoTox CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeUmRiNa
NanoFlow
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeNanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
6 Entwicklung von Methodologien mit deren Hilfe Nanoobjekte in der Umwelt (Luft, Wasser, Boden) bei relevanten (z.B. niedrigen) Konzentrationen identifiziert und quantitativ bestimmt werden können
NEW NEW NEW NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
portCarboSafe
NEWCarboSafe
NEWCarboSafe
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlowENNSATOX
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlow UMSICHT
ENNSATOX
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeNanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
UMSICHTCarboLifeCycle
CarboLifeCycle
7 Bestimmung der Hintergrundlast an Nanoobjekten in der Umwelt, um den Beitrag anthropogener Quellen abschätzen zu können
CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboLifeCycle CarboLifeCycle CarboLifeCycle
Effekte auf Organismen
8 Untersuchung der Aufnahme von persistenten Nanoobjekten durch lebende Organismen/Mikroorganismen (in vivo und in vitro). Zusammenstellung der Information zu Toxikokinetik, Deposition und Akkumulation von persistenten Nanoobjekten und/oder Erfassung der Wirkung in ökotoxikologischen Tests
INOS INOS INOS INOS INOSDFG
CarboSafe
INOS DFG
CarboSafe
DFG CarboSafe
AnNa NanoLang DFG
CarbosafeNano-gTCENNSATOX
AnNa NanoLang DFG
Carbosafe Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTNano-gTCENNSATOX
AnNa NanoLang DFG
Carbosafe Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
AnNa NanoLang
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
AnNa NanoLang
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
DFG Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycleNanorisk (UBA)
DFG Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycleNanorisk (UBA)
DFGCarboLifeCycle
AbkürzungeninderTabelle:
DFG: SP1313derDeutschenForschungsgemeinschaft
NEW: Nanopartikel-ExpositionamArbeitsplatz,IUTA,Duisburg
ansonstensinddieKürzelausdenProjektbeschreibungenersichtlich
47
iii. antworten – ökotoxikologie – roadmap
Laufende Nummer und Beschreibung 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd 1st 2nd
Entwicklung von Methodologien für die Überprüfung von Effekten
1 Entwicklung von global harmonisierten Methoden für die Messung des Umwelteinflusses und der Ökotoxizität (Standardisierung erforderlich)
CarboSafe CarboSafe CarboSafe UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafeENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoTrack UMSICHT
ENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
UmRiNa AnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
UmRiNaAnNa
NanoLang CarboSafe
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafe NanoPharm
NanoSan NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoPharm NanoSan
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
2 Identifikation und Vorbereitung von Referenz-Nanoobjekten
UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT UMSICHT
Substanzeigenschaften
3 Bestimmung der Agglomeration/Segregation von spezifischen Nano-objekten (Stabilität des Nanoobjekts), Generalisierung der Resultate, um ein Standardmodel für Agglomeration/Segregation zu entwickeln
NanoTox NanoTox NanoTox NanoTox CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeUMSICHT
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
CarboSafeUMSICHT
CarboLifeCycle
UMSICHTCarboLifeCycle
UMSICHTCarboLifeCycle
CarboLifeCycle
4 Aspekte zum Lebenszyklus (Beseitigung von Stäuben, Recycling)
Nanosafe- Textiles
Nanosafe- Textiles
ExpoCarboSafe Nanosafe-
Textiles
CarboSafe Nanosafe-
Textiles
CarboSafe Nanosafe-
Textiles
UmRiNaCarboSafe Nanosafe-
Textiles
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKiesel
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
UmRiNaCarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
CarboSafe NanoTrack UMSICHT
NanoKieselCarboLifeCycle
MVV-Nano
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoTrack UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
Verhalten und Schicksal in der Umwelt
5 Bestimmungen der Mobilität von persistenten, technischen Nanoobjekten in Oberflächenwässern, Grundwässern und Böden (Deposition, Mobilisation, Adsorption, Desorption, Kinetik, Verteilung, Morphologie) und der wesentlichen Parameter zur Festlegung ihrer Mobilität
NanoTox NanoTox NanoTox NanoTox CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeUmRiNa
NanoFlow
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
CarboSafeNanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NanoFlow NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
NAPASAN UMSICHT
CarboLifeCycle
CarboLifeCycle
6 Entwicklung von Methodologien mit deren Hilfe Nanoobjekte in der Umwelt (Luft, Wasser, Boden) bei relevanten (z.B. niedrigen) Konzentrationen identifiziert und quantitativ bestimmt werden können
NEW NEW NEW NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
port
NEW Nanotrans-
portCarboSafe
NEWCarboSafe
NEWCarboSafe
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlowENNSATOX
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlow UMSICHT
ENNSATOX
NEWCarboSafe
UmRiNa NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeUmRiNa
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
CarboSafeNanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-NanoENNSATOX
NanoFlow UMSICHT
CarboLifeCycleMVV-Nano
UMSICHTCarboLifeCycle
CarboLifeCycle
7 Bestimmung der Hintergrundlast an Nanoobjekten in der Umwelt, um den Beitrag anthropogener Quellen abschätzen zu können
CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafe CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboSafeCarboLifeCycle
CarboLifeCycle CarboLifeCycle CarboLifeCycle
Effekte auf Organismen
8 Untersuchung der Aufnahme von persistenten Nanoobjekten durch lebende Organismen/Mikroorganismen (in vivo und in vitro). Zusammenstellung der Information zu Toxikokinetik, Deposition und Akkumulation von persistenten Nanoobjekten und/oder Erfassung der Wirkung in ökotoxikologischen Tests
INOS INOS INOS INOS INOSDFG
CarboSafe
INOS DFG
CarboSafe
DFG CarboSafe
AnNa NanoLang DFG
CarbosafeNano-gTCENNSATOX
AnNa NanoLang DFG
Carbosafe Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTNano-gTCENNSATOX
AnNa NanoLang DFG
Carbosafe Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
AnNa NanoLang
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
AnNa NanoLang
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
DFG CarboSafe
Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycle
Nano-gTCNanorisk (UBA)
ENNSATOX
DFG Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycleNanorisk (UBA)
DFG Fe-NANOSIT NanoPharm
UMSICHTCarboLifeCycleNanorisk (UBA)
DFGCarboLifeCycle
48
III.2.3 ÜberblicküberdiebekanntenStudienzur
FreisetzungvonNanoobjektenaus
KompositmaterialienundKonsumgütern
DiehieraufgeführtenStudienwerdeninnationaleundinter-
nationale unterteilt und der Detaillierungsgrad der Darstel-
lungfolgtdenverfügbarenDaten.
Derzeit gibt es abgeschlossene und noch laufende Studien
zurFreisetzungvonNanoobjektenausProduktenderfolgen-
denBereiche:
» Textilien,
» FarbenundBeschichtungen,
» Kompositmaterialien.
Des Weiteren bietet der neue, in der Schweiz entwickelte
Ansatz einer Lebenszyklus-Modellierung von Nanoobjekten
eineguteDiskussionsgrundlageüberdieökologischenAus-
wirkungenvonNanoobjekten.
III.2.3.1 NationaleForschungsprojekte
Textilien
iii. antworten – exposition – nationale forschungsprojekte
Name NAN-ON-TEx–NanobasierteVeredelungundFunktionalisierungvonTextiloberflächen
zurVerbesserungdesRaumklimasundderHygieneinKraftfahrzeugen
Förderer BMBF
Laufzeit 07/2005–06/2008
Aufgabenstellung ErstellungeinesVersuchsaufbaus,dermechanischeTestsanTextilienerlaubt.
Ergebnisse MittelsdesgeneriertenVersuchsaufbauswurdeherausgefunden,dasswährendeinermechanischen
BelastungPartikelmiteinemDurchmesservonwenigeralseinemMikrometer freigesetztwerden
können.DerzeitwirddasProjektanderverbessertenTesteinrichtungamITVDenkendorffortgesetzt.
Name SiNaTex–SicherheitfürHerstellerundVerbraucherzurNanotechnologiebeiTextilien
Förderer LandesstiftungBaden-WürttembergGmbH
Laufzeit 2/2007–1/2009
Aufgabenstellung ImMittelpunktdesSiNaTex-ProjektesstanddieEntwicklungvonPrüftechnologienzurdetaillierten
CharakterisierungderEmissionundImmissionvonNanoobjekten,diebeiGebrauchsbeanspruchung
ausTextilienbeziehungsweiseausderenBeschichtungenindieLuftfreigesetztwerden.
Ergebnisse AlsErgebnisderEntwicklungenstehtamITVDenkendorfeinePrüfmethodebereit,mitder luftge-
trageneNanoobjekteimGrößenbereichzwischen4und800nm,dieausfaserbasiertenWerkstof-
fenwährendderVerarbeitungoderunterGebrauchsbeanspruchungfreisetzbarsind,entdecktund
quantifiziertwerdenkönnen.DieArtundIntensitätdermechanischenBelastungimStresstestkann
entsprechenddenAnforderungenandieBelastbarkeitdesTextilsvariiertwerden.Mit Informatio-
nenüberPartikelkonzentrationen,Partikelgrößenverteilung,PartikelchemieundPartikelformsind
wichtige Basisinformationen verfügbar, die für Rückschlüsse auf ein etwaiges Gefahrenpotential
dienen. Die Untersuchungen zeigten beispielsweise, dass das Nanopartikel-Freisetzungspotential
nanopartikelbasierterBeschichtungendurcheinerichtigeAbstimmungvonTextilhilfsmittelnundder
Prozesstechnikstarkreduziertwerdenkann.
49
iii. antworten – exposition – nationale forschungsprojekte
Name NanosilberpartikelinTextilien–RisikofürdieKläranlagen?
Förderer FirmeninterneForschungderFreudenbergForschungsdiensteKG,Weinheim
Laufzeit 2008
Aufgabenstellung UntersuchungderFreisetzungvonSilberausNano-Silber-dotiertenReinigungstextilien
Ergebnisse SilberwirdausdemGewebeinsWaschwasserfreigesetzt.
Name UMSICHT–AbschätzungderUmweltgefährdungdurchSilber-Nanomaterialien:
vomchemischenPartikelbiszumtechnischenProdukt
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2013
Aufgabenstellung ThemadesVorhabensUMSICHTistes,Verhalten,VerbleibundWirkungvonSilbernanopartikelnin
derUmweltzuuntersuchenundbesserzuverstehen.ZudemsollenVerfahrenzurHerstellungvon
Silbernanopartikeln mit unterschiedlicher Größe, Form oder Oberflächenbeschichtung und zu de-
renNachweisentwickeltbzw.optimiertwerden.DieEigenschaftenderPartikelbeeinflussendabei
entscheidenddasVerhaltenunddieWirkunginderUmwelt.IneinemweiterenTeilprojektwirdaus
realenTextilproduktenAbrieberzeugtunddessenVerhaltenuntermöglichstrealitätsnahenBedin-
gungeninverschiedenenSzenarienuntersucht.
Ergebnisse ErsteVeröffentlichungeninBearbeitung
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/umsicht
Name FreisetzungvonNanopartikelnausLackenimNormalgebrauch
Förderer VerbandderdeutschenLackindustrie(VdL)
Laufzeit 2008
Aufgabenstellung UntersuchungderFreisetzungvonNanopartikelnimalltäglichenGebrauchvonParkett-,Möbel-und
BautenlackenaufHolzundBlech
Ergebnisse IndieservomVerbandderdeutschenLackindustriebeauftragtenundanderTUDresdendurchge-
führtenStudiezeigtesich,dassdieFreisetzungvonPartikelnstarkvomSubstratundderFarbeab-
hängt,jedochnichtprimärvonderTatsache,dassNanoobjekteindieLackeintegriertsind.Ferner
wurdegezeigt,dassdieFreisetzungvonPartikelnmiteinemDurchmesserunter100nmvernachläs-
sigbargeringist(<3Partikel/cm3).ZumVergleich:IneinemnormalenWohnraumbefindensichetwa
5000NanoobjekteinjedemKubikzentimeterLuft,anvielbefahrenenInnenstadtstraßenbiszueiner
MillionnanoskaligeStaubpartikel.
FarbenundBeschichtungen
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Name FreisetzungvonNanopartikelnausLackendurchSchleifen
Förderer VerbandderdeutschenLackindustrie(VdL)
Laufzeit 2009
Aufgabenstellung FortsetzungzurStudie„Freisetzung von Nanopartikeln aus Lacken im Normalgebrauch“.Imzweiten
StudienabschnittwurdendieLackfilmemiteinemHandschleifgerätbearbeitetundanschließenddie
FreisetzungvonNanoobjektenausdenLackfilmensowiederentstandeneAbriebuntersucht.
Ergebnisse Eszeigtesich,dasszwischenLackenmitundohneNanoobjektenwiederumkeinUnterschiedinden
freigesetztenPartikelzahlenbesteht.DiezugesetztenNanoobjektesindauch imAbriebweiterhin
festinderLackmatrixeingebunden.DerVerbandderdeutschenLackindustriezogausdenErgebnis-
senderStudiedenSchluss,dassvonlackiertenOberflächen,dieNanoobjekteenthalten,imalltägli-
chenGebrauchkeinRisikofürdiemenschlicheGesundheitoderdieUmweltausgeht.
WeitereInformationen Vorbau,M.,Hillemann,L.,Stintz,M.(2009),Methodforthecharacterizationoftheabrasioninduced
nanoparticlereleaseintoairfromsurfacecoatings,Aerosol Science40,209-217.
Name NanoTrack–UntersuchungdesLebenszyklusvonNanopartikelnanhandvon[45Ti]TiO2und[105Ag]Ag0
Förderer BMBF
Laufzeit 05/2010–04/2013
Aufgabenstellung InhaltdesProjektesNanoTrackistdieUntersuchungdesVerhaltensvonnanopartikuläremTitanoxid
undnanopartikuläremSilberausNanokomposit-LackenwährendVerschleiß,FreisetzungundTrans-
port;zudemstehtdieUntersuchungvonAuswirkungenderPartikelaufdieÖkosystemeimFokus.
Ziel istdiequalitativeundquantitativeErfassungderrelevantenProzesseundRandbedingungen,
unterdenendiePartikelindieUmweltgelangenkönnen.DaraussollenineinemzweitenSchrittAn-
forderungenzumSchutzderUmweltabgeleitetwerden.ZurLösungdieserkomplexenFragestellung
imSinnedespräventivenUmweltschutzesarbeiten ineineminterdisziplinärenAnsatz industrielle
undakademischePartnerausMaterialwissenschaft,GeowissenschaftundÖkotoxikologiezusammen.
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
iii. antworten – exposition – nationale forschungsprojekte
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Name TRACER–ToxikologieundÜberprüfungdesGesundheitsrisikosvonKohlenstoffnanomaterialien
Förderer BMBF
Laufzeit 03/2006–02/2009
Aufgabenstellung ImRahmendesProjektes„TRACER“wurdedieFreisetzungvonCNTsausVerbundwerkstoffen(Polycar-
bonat,Polyurethan,PEEK-Polymer)undausVlies-Materialienuntersucht.
Ergebnisse ImRahmendesProjekteswurdenneueErkenntnissezurBiokompatibilität/ToxizitätundFreisetzungderKohlenstoffnanomaterialieninHinblickaufdieRelevanzderTestmethodenbewertetundimHin-blickaufihreArbeitsplatz-undGesundheitsrelevanzausgewertetundsoweitmöglichEmpfehlungenbezüglichdesUmgangsundderArbeitsplatzsicherheitzusammengestellt.EineFreisetzungvonCNTistnurzuerwarten,wenndasCNT-MaterialalsstaubigesPulvervorliegt,nichtmehrbeidennachfolgendenAktivitäten, inderenVerlaufCNT-MaterialzuVerbundstoffwei-terverarbeitetwurde.DieAuswertungderpubliziertenDatenundderexperimentellenErgebnisseindiesemProjektmachendeutlich,dasseinallgemeinfürKohlenstoffnanomaterialiengültigerWir-kungscharakteraufderbestehendenDatenbasisnichtmöglichist.ImEinklangmitdemBAuA-/VCI-LeitfadenistdeshalbbiszumFestlegenspezifischerGrenzwertefürKohlenstoffnanomaterialieneineMinimierungderExpositionanzustreben.BasierendaufdenErgebnissendiesesProjektessinddieEmpfehlungendesBAuA-/VCI-LeitfadenszumSchutzderArbeitnehmerbeimUmgangmitNanomaterialienauchfürKohlenstoffnanomateria-lienzutreffend.
WeitereInformationen http://www.nanopartikel.info/cms/Projekte/TRACER
Name CarboSafe–IdentifizierungdesökotoxikologischenPotenzialsvonCNTaufBasisgeeigneter
Messtechnologien
Förderer BMBF(ProjektimRahmenderInnovationsallianzCarbonNanotubes–Inno.CNT)
Laufzeit 4/2008–3/2012
Aufgabenstellung SicherheitsforschungzumUmgangmitundzumLebenszyklusvonCarbon-Nanotubes,u.a.:» UntersuchungderÖkotoxizitätvonCNT» VereinzelungvonCNTfürProzessstudienundzurKalibrierungvonMessgeräten» EntwicklungeinerAuswerteroutinezurBestimmungvonCNTimluftgetragenenZustand» FreisetzungvonCNTsausKompositenbeimSchleifen,Bohrenundwährendverschiedener
Recyclingprozesse
Ergebnisse ErsteErgebnissewurdenveröffentlichtundsindunterfolgenderWebsiteeinzusehen:
http://www.inno-cnt.de/de/backgrounder_carbosafe.php
Name CarboLifeCycle
Förderer BMBF(ProjektimRahmenderInnovationsallianzCarbonNanotubes–Inno.CNT)
Laufzeit 11/2010–10/2013
Aufgabenstellung CarboLifeCyclebautaufdenbisherigenErgebnissenvonTRACERundCarboSafeauf.EinneuerAspektistdasDegradationsverhalten(Verschleiß)vonCNT-haltigenProdukten.DieMessverfahrenfürCNTsol-lenindiesemProjektweiterentwickelt,diemöglicheFreisetzungvonCNTausCNT-haltigenProduktendurchUmwelteinflüssesowiedasVerhaltenvonCNTinUmweltmedien,wiez.B.inBöden,untersuchtwerden.DieökotoxikologischenUntersuchungenvonCarboSafewerdeninCarboLifeCyclehinsichtlichmöglicherLangzeitwirkungenundWirkungenaufzellulärerEbeneerweitert.EssollenMethodenundMaßnahmenerarbeitetwerden,welchehelfen,dieSicherheitbeiderVerarbeitungundNutzungvonCNTundCNT-haltigenProduktenzugewährleisten.
Ergebnisse ProjektstarteteEnde2010,nochkeineveröffentlichtenErgebnisse
Kompositmaterialien
iii. antworten – exposition – nationale forschungsprojekte
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III.2.3.2 EuropäischeForschungsprojekte
Textilien
ObwohldiesesPapiereinenstarkenFokusaufeuropäischeundvorallemdeutscheForschungsprojekteaufweist,seihiereine
vieldiskutierteamerikanischeStudiemitgenannt:
iii. antworten – exposition – europäische forschungsprojekte
Name FreisetzungnanopartikulärenSilbersauskommerziellerhältlichemSockengewebeinsWasser
Förderer UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgency(EPA)
Laufzeit 2008
Aufgabenstellung UntersuchungderFreisetzungvonSilberausNano-Silber-dotiertenSocken
Ergebnisse DieArbeitenvonBennundWesterhoffanderArizonaStateUniversityzeigendeutlich,dassbiszu
650µgSilberin500mldestilliertesWasser,auskommerziellerhältlichenSocken,diebiszu1360µg
Silber/gSockeenthalten,ausgewaschenwerden.ImSockenmaterialundimWaschwasserwurden
imLaufederStudieSilberpartikelmitGrößenzwischen10und50nmgefunden.FernerzeigtenSie,
dassdasWaschwassersowohlkolloidalesalsauchionischesSilberenthielt.DieAuswaschratewird
lautdenAutorenmaßgeblichdurchdenHerstellungsprozessdesTextilsbestimmt.
WeitereInformationen Environ. Sci. Technol.2008,42,4133-4139
Name DasVerhaltenvonSilber-NanotextilienwährenddesWaschens
Förderer Empa(CH)
Laufzeit 2009
Aufgabenstellung UntersuchungderFreisetzungvonNanomaterialienausneunverschiedenenTextilienimWaschwas-
ser.ErstmalssolltehierrichtigesWaschwassereingesetztwerdenundkeindestilliertesWasser,was
dieUntersuchungsbedingungenwesentlichrealermacht.
Ergebnisse DieTextiliensetztenindieserUntersuchungderEmpainSt.Gallenzwischen1,3undbiszu35%der
GesamtmengeanSilberfrei.DurchdenEinsatzvonBleichmittelnwurdedieFreisetzungnichtbeein-
flusst. JedochwurdendiemeistenSilberpartikelwährenddeserstenWaschgangs freigesetzt; sie
warenzudemmeistnichtmehrnanoskalig,sondernweitausgrößer,sodassdieSchweizerzudem
Schlusskamen,dasseskeinenUnterschiedmacht,obmaneinkonventionellesSilber-Textiloder
einNanosilber-Textilwäscht.DieUmweltbelastungdurchdasNanosilber-Textilwäreinsgesamtgar
geringer.EsentstehesomitkeinespezifischeNano-GefährdungdurchderartigeKleidungsstücke.
WeitereInformationen » Environ. Sci. Technol.,2009,43(21),pp8113–8118
» Science,2010,330,1054-1055
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iii. antworten – exposition – europäische forschungsprojekte
Name EmissiontechnischerTiO2-NanopartikelausAußenfassadenindieaquatischeUmwelt
Förderer EAWAG/Empa(CH)
Laufzeit 2008
Aufgabenstellung ImRahmendesvonderEAWAGundderEmpaausdemschweizerischenDübendorfdurchgeführ-
tenProjektessolltederAusstoßvonTiO2-PartikelnausFassadenfarbenfürdenAußenbereichindie
aquatischeUmweltverfolgtwerden.
Ergebnisse DieForscherfandenheraus,dassTiO2-ObjektemitGrößenzwischen20und300nmdurchnatürliche
WetterbedingungensowohlvonneuenalsauchvongealtertenFassadenanstrichenabgelöstwurden.
WeitereInformationen Environmental Pollution156,2,2008,pp.233-239;Rapidcommunication
Name NanoHouse–Lifecycleofnanoparticle-basedhousecoatings
Förderer EU
Laufzeit 01/2010–06/2013
Aufgabenstellung » Fokus auf Nanopartikeln (TiO2 und nanoAg) in Lacken und Beschichtungen für Innen- und
Außenanwendungen
» Untersuchung der Alterung und Freisetzung dieser Substanzen durch Wettereinflüsse und
mechanischeZerstörung
» Lebenszyklusanalyse
» PotentielleUmwelt-,Gesundheits-undSicherheitsauswirkungen
Ergebnisse Projektnochnichtabgeschlossen,bislangkeineveröffentlichtenErgebnisse.
WeitereInformationen http://www-nanohouse.cea.fr
FarbenundBeschichtungen
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VieleweiterführendeInformationensindnichtindiesesPapier
aufgenommen worden, weil sie einerseits dessen Rahmen
sprengen würden, andererseits vielfach nur wenige zusätz-
licheInformationenliefernodernichtzentralzumThemapas-
sen,alsdasssieeinenwesentlichenEinflussaufdenInhalt
des Papiers haben würden. Einige Informationen sind auch
deshalb nicht aufgenommen worden, weil in der allgemein
zugänglichenLiteraturkaummehralsAbsichtsbezeugungen
vorhandensind.UmdemInteressiertenaberselbstdieMög-
lichkeitzugeben,weiterzurecherchieren,seiendiebewusst
nichtdetaillierteruntersuchtenQuellenhieraufgeführt:
iv. weiterführende informationen
IV. WeiterführendeInformationen
OECD-DatenbankzurSicherheitsforschunganNanomaterialien(englisch)
http://webnet.oecd.org/NanoMaterials/
Cordis-DatenbankzuEU-ProjektenimThemenfeld(englisch)
http://cordis.europa.eu/nanotechnology/src/safety.htm
EuropeanNanoSafetyCluster(englisch)
http://www.nanosafetycluster.eu
WebsitedesProjektesDaNa(deutschundenglisch)
www.nanopartikel.info/www.nanoobjects.info
DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technikund Biotechnologie e.V.Theodor-Heuss Allee 2560486 Frankfurt am Main
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