Verbundprojekt nanoTrack
| REM Aufnahme eines Nanokompositlackes nach UV-A Bestrahlung |
| Aufnahme: Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung |
Das vom BMBF im Rahmen der Ausschreibung "NanoNature" geförderte Verbundprojekt "nanoTrack" beschäftigt sich mit der
Untersuchung des Lebenszyklus von Nanopartikeln anhand von [45Ti]TiO2 und [105Ag] Ag0.
Industriell erzeugte Nanopartikel werden weltweit in großem Maßstab in Konsumgütern eingesetzt und stellen daher potenziell auf Grund von Alterung oder Verschleiß eine Quelle für die Freisetzung und den Transport dieser Partikel in Umweltmedien dar. Inhalt dieses Projekts ist die Aufklärung des Verhaltens und Verbleibs von Nanopartikeln in Nanokomposit-Lacken beispielhaft anhand von Titandioxid und Silber zu untersuchen und zu beschreiben. Das Projektziel ist die qualitative und quantitative Erfassung der relevanten Prozesse und Rahmenbedingungen, unter denen die Partikel in die Umwelt gelangen und sich möglicherweise weiter ausbreiten können. Daraus sollen in einem zweiten Schritt Anforderungen zum Schutz der Umwelt abgeleitet werden. Zur Lösung dieser komplexen Fragestellung im Sinne des präventiven Umweltschutzes arbeiten in einem interdisziplinären Ansatz industrielle und akademische Partner aus Materialwissenschaft, Geowissenschaft und Ökotoxikologie zusammen.
Projektpartner
Der mittelständische Projektpartner CETELON Nanotechnik GmbH entwickelt besonders abriebbeständige, nanopartikelhaltige Lacksysteme und führt Untersuchungen zur Partikelfreisetzung aus dem Lack (bzw. dessen Vermeidung) in Folge von besonderer Beanspruchung durch. Dafür werden radioaktiv markierte Nanopartikel in Lacksysteme eingebracht und standardisierten Verwitterungsbedingungen ausgesetzt. Das Leibnitz-Institut für Oberflächenmodifizierung e. V. verfügt als Projektpartner über umfangreiche Expertise und Equipment für die Entwicklung und Charakterisierung von nanopartikelhaltigen Lacksystemen und führt im Rahmen von nanoTrack Studien zur Partikelfreisetzungsrate durch.
Der Einsatz von radioaktiv markierten Nanopartikeln ermöglicht ein spezifisches Partikeltracking in geringsten Konzentrationen, auch in komplexen Umweltmedien mit einem hohen Untergrund an natürlichen Nanopartikeln und Kolloiden. In der Abteilung Reaktiver Transport des HZDR werden daher Markierungsstrategien für Nanopartikel entwickelt und umgesetzt. Die Wechselwirkungen der radioaktiv gelabelten Partikel mit natürlichen Matrices (Boden, Sediment, Wasser) werden sowohl in Batchversuchen als auch im Rahmen von Transportstudien untersucht. Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, das Verhalten von TiO2- und Ag0-Nanopartikeln in wässrigen Systemen sowohl qualitativ als auch quantitativ zu beschreiben. Des Weiteren soll eine Datengrundlage für die Modellierung des Transportes von Nanomaterialien in durchströmten Systemen geschaffen werden.
Begleitend werden auch mögliche Auswirkungen der Partikel auf Ökosysteme beleuchtet, dies erfolgt in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Umwelttoxikologie der Eawag in der Schweiz. Untersucht werden dabei Aufnahme, Transfer und Wirkung der Nanopartikel in Organismen bzw. das Verhalten der Partikel in biologischen Medien. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt auf ausgewählten Organismen entlang der ökologischen Nahrungskette von Algen über Daphnien (Wasserflöhe) bis zum Fisch. Die Untersuchungen sollen zu einer systematischen Bewertung der Umweltgefährdung von Organismen durch Nanopartikel beitragen.
Ansprechpartner
Dr. Karsten Franke (HZDR, Projektleitung)
Dr. Heike Hildebrand (HZDR)
Dr. Stefan Schymura (HZDR)
Dr. Enzo Mai (CETELON Nanotechnik GmbH)
Annette Freyer (Leibnitz-Institut für Oberflächenmodifizierung)
Prof. Dr. Kristin Schirmer (Eawag)
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