Nanotechnologie: Antworten auf oft gestellte Fragen
Nanotechnologie gilt als eine wichtige Zukunftstechnologie und wird bereits in vielen Bereichen des täglichen Lebens (zum Beispiel Kosmetika, Lebensmitteln) eingesetzt, ohne dass dies ersichtlich ist.
Quelle: © Klaus Eppele - Fotolia.com / BMELV
- Wie klein ist ein "Nano"?
- Was versteht man unter Nanopartikeln?
- Was versteht man unter Nanotechnologie?
- In welchen Produkten wird Nanotechnologie bereits eingesetzt?
- Woran erkenne ich, dass ein Produkt Nanomaterialien enthält?
- Wozu werden Nanomaterialien in kosmetischen Mitteln eingesetzt?
- Werden Nanomaterialien in Lebensmitteln eingesetzt?
- Kommen Nanomaterialien auch in verbrauchernahen Produkten zum Einsatz?
- Gehen von Nanoprodukten spezifische gesundheitliche Risiken aus?
- Gibt es bereits eine Bewertung des gesundheitlichen Risikos für Nanomaterialien, die in Verbraucherprodukten eingesetzt werden?
- Gab es schon einmal ein Produkt, in dem die enthaltenen Nanomaterialien Gesundheitsschäden auslösten?
- Was weiß der Verbraucher über Nanotechnologie?
Eine Kennzeichnungspflicht für Nanoprodukte gibt es nicht. Der Einsatz von Nanotechnologie ist dabei gar nicht einmal so neu. Sie hat bereits vor Jahrzehnten in Lacken oder Medikamenten Einzug gehalten, wenn auch noch nicht unter diesem Namen. Industrie, Wissenschaft und auch Verbraucher versprechen sich durch den Einsatz von Nanomaterialien bessere Produkteigenschaften. Es stellt sich aber die Frage, ob von den neuen Nanoprodukten unbekannte Risiken für den Menschen ausgehen können. Insbesondere Nanopartikel, die in ungebundener Form vorliegen, könnten zu einem spezifischen Gesundheitsrisiko werden.
Wie klein ist ein "Nano"?
"Nanos" kommt aus dem Griechischen und bedeutet Zwerg. "Nano" bezeichnet den milliardsten Teil von einem Meter (= 1 Nanometer).
Was versteht man unter Nanopartikeln?
Unter Nanopartikeln werden Teilchen mit einem Durchmesser kleiner als 100 Nanometern (nm) verstanden. Nanopartikel haben wegen ihrer geringen Größe andere physikalische Eigenschaften als größere Teilchen des gleichen Stoffes. Das macht sie für unterschiedliche Einsatzbereiche interessant. Zugleich kann die Kleinheit der Nanopartikel aber auch zu unerwünschten Wirkungen führen.
Was versteht man unter Nanotechnologie?
Nanotechnologie ist ein Sammelbegriff für eine breite Auswahl von Technologien, die in verschiedenen naturwissenschaftlichen Disziplinen wie Physik, Chemie, Biologie und Medizin angewendet werden – korrekterweise müsste eigentlich von Nanotechnologien gesprochen werden. In der Nanotechnologie geht es um die Erforschung, Bearbeitung und Produktion von Strukturen und Materialien, die in mindestens einer Dimension kleiner als 100 Nanometer (nm) sind. Zu Nanomaterialien werden "punktförmige" Strukturen (Nanopartikel, Nanokapseln, Cluster oder Moleküle), "linienförmige" Strukturen (Nanofasern, Nanoröhren, Nanogräben) und extrem dünne Schichten gezählt. Aber auch inverse Strukturen (Poren) gehören zur Nanotechnologie.
Mit Hilfe der Nanotechnologie ist es möglich, Strukturen, Techniken und Systeme zu entwickeln, die völlig neue Eigenschaften und Funktionen aufweisen. Von diesem Potenzial erhoffen sich Industrie, Medizin, Wissenschaft und Verbraucher nutzbringende Anwendungen, beispielsweise in der Robotik, Sensortechnik, Prozesstechnik, Biotechnologie und Medizin sowie für die Weiterentwicklung von Lebensmitteln, Bedarfsgegenständen und kosmetischen Mitteln.
In welchen Produkten wird Nanotechnologie bereits eingesetzt?
Bereits heute kommen Verbraucher mit Produkten in Berührung, die Bestandteile enthalten, welche mit Hilfe nanotechnologischer Verfahren hergestellt wurden, sei es bei Kosmetika, Lebensmitteln oder Textilien. Der Markt für Nanoprodukte wächst rasant. Allein der Nanometermaßstab macht es möglich, Stoffe mit ganz neuen Eigenschaften herzustellen: So wird der Autolack kratzfest, die Krawatte schmutzabweisend und Sonnencremes schützen besser vor UV-Licht.
Eine Datenbank über Nanoprodukte, die derzeit erhältlich sind, findet sich unter
www.nanotechproject.org/inventories/consumer/.
Die Datenbank "A Nanotechnology Consumer Products Inventory" ist ein Projekt des Woodrow Wilson International Center for Scholars.
Woran erkenne ich, dass ein Produkt Nanomaterialien enthält?
Für Verbraucher ist es nicht ersichtlich, ob Produkte Nanomaterialien enthalten. Es gibt keine Kennzeichnungspflicht für Nanoprodukte. Verbraucher erkennen die Verwendung von Nanomaterialien somit nur, wenn Hersteller mit dem Einsatz von Nanotechnologie für ihr Produkt werben. Allein aus der Werbung für ein Produkt lassen sich jedoch auch noch keine Aussagen darüber treffen, ob tatsächlich Nanopartikel oder andere Nanomaterialien enthalten sind.
Wozu werden Nanomaterialien in kosmetischen Mitteln eingesetzt?
Am weitesten verbreitet sind Nanopartikel wie Titandioxid und Zinkoxid als UV-Filter in Sonnenschutzcremes. Hier haben Nanopartikel eine hohe Wirksamkeit und dienen dem Schutz der Haut vor UV-Strahlung. Nanotechnologisch hergestellte Materialien (so genannte Biokomposite) in einer Zahncreme unterstützen den natürlichen Zahnreparaturmechanismus des Speichels. In Hautpflegeprodukten sollen Nanokapseln für den Schutz und den Transport aktiver Inhaltsstoffe sorgen und die pflegende Wirkung verbessern. Auch Fullerene (fußballförmige Käfigmoleküle aus Kohlenstoffatomen) werden in ersten kosmetischen Produkten zu diesem Zweck eingesetzt. An der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften (zum Beispiel Transparenz) von kosmetischen Fertigerzeugnissen durch Nanomaterialien wird geforscht.
Werden Nanomaterialien in Lebensmitteln eingesetzt?
Es wird berichtet, dass Nanomaterialien in Lebensmitteln als Hilfs- und Zusatzstoffe zum Einsatz kommen. So sollen beispielsweise Kieselsäure und andere siliziumhaltige Verbindungen als Rieselhilfe oder als Verdickungsmittel das Zusammenbacken von Kochsalzkristallen und pulverförmigen Lebensmitteln verhindern und Ketschup bessere Fließeigenschaften verleihen. Kieselsäure wird auch als Flockungsmittel in der Wein- und Fruchtsaftherstellung genutzt. Ob tatsächlich Nanopartikel eingesetzt werden und ob in den Lebensmitteln dann freie Nanopartikel vorkommen, ist bislang nicht klar.
Nanomaterialien werden auch gezielt als Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Berichtet wird vom Einsatz von Siliziumdioxid, kolloidalem Silber, Calcium und Magnesium in Nanopartikel-Form. Ob diese Stoffe allerdings im Lebensmittel als Nanopartikel oder in einer zusammengeballten Form vorliegen, ist unklar. Die Lebensmittelindustrie entwickelt derzeit funktionelle Lebensmittel, in denen Vitamine, Omega-3-Fettsäuren, Phytosterole und Aromen in Nanokapseln eingeschlossen werden, um sie dann im Körper gezielt freizusetzen.
Kommen Nanomaterialien auch in verbrauchernahen Produkten zum Einsatz?
Der Einsatz von Nanomaterialien in verbrauchernahen Produkten ist vielfältig. Nanomaterialien werden beispielsweise in Lebensmittelverpackungen, Textilien, Küchengeräten sowie Lacken und Farben verwendet. Sie kommen darüber hinaus in Produkten zur Versiegelung oder zur Reinigung von Oberflächen sowie als Poliermittel zum Einsatz.
Für die Verpackungsindustrie von Interesse ist die Anwendung von Nanopartikeln, die als Füllstoff in Kunststoffe und Lackschichten eingebunden oder als Beschichtungen auf Polymeroberflächen fest aufgetragen werden (Folien und Behälter). In Lebensmittelverpackungen verhindern Nanopartikel, dass Gase durch die Verpackung eintreten bzw. Feuchtigkeit austritt. Der Einsatz von Nanopartikeln könnte die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Lebensmittelverpackungen verbessern und Lebensmittel gegen UV-Licht schützen. Unter Einsatz von Nanotechnologie sollen in Zukunft Verpackungsmaterialien für Lebensmittel entwickelt werden, die signalisieren, ob die Kühlkette unterbrochen oder das Haltbarkeitsdatum überschritten wurde.
Im Textilbereich werden spezielle Funktionstextilien entwickelt, die zum Beispiel isolierende Wärmeschutzbekleidungen oder selbstreinigende Textiloberflächen ermöglichen sollen. Durch Erzeugung von nanostrukturierten Polymerschichten auf Textiloberflächen könnten Textilien in Zukunft neue Eigenschaften bekommen und vor UV-Strahlung schützen oder als Wasserbarrieren dienen. Antimikrobiell wirkende Silber-Nanopartikel werden bereits in Socken, Schuheinlagen und einigen Bekleidungstextilien verwendet.
Gehen von Nanoprodukten spezifische gesundheitliche Risiken aus?
Um abzuschätzen, ob von Nanoprodukten spezifische gesundheitliche Risiken ausgehen, ist es wichtig zu wissen, ob die eingesetzten Nanomaterialien in einer Matrix gebunden oder ungebunden im Produkt vorliegen. Insbesondere freie Nanopartikel, Nanoröhrchen oder Nanofasern könnten durch ihre geringe Größe, ihre Form, ihre hohe Mobilität und höhere Reaktivität gesundheitliche Risiken hervorrufen.
Ungebundene Nanopartikel könnten auf drei Wegen in den menschlichen Organismus gelangen und dort unter Umständen toxikologische Wirkung entfalten: über die Atemwege, die Haut und den Magen-Darm-Trakt. Die größten Risiken sehen Wissenschaftler in der Einatmung von Nanopartikeln. Das Eindringen von Nanopartikeln durch die menschliche Haut kann nach derzeitigem Stand des Wissens weitgehend ausgeschlossen werden. Ob es Risiken durch die Aufnahme von Nanopartikeln über den Magen-Darm-Trakt gibt, ist bislang nicht bekannt.
Nanoprodukte bestehen bislang meist jedoch aus Strukturen, in denen Nanopartikel fest in eine Matrix oder eine flüssige Suspension eingebettet sind. Zudem haben Nanopartikel die Tendenz, sich zu größeren Verbänden zusammenzuballen, die dann in der Regel größer als 100 nm sind. Toxische Wirkungen von Nanopartikeln, die auf ihrer geringen Größe und höheren Reaktivität beruhen, sind dann nicht mehr relevant.
Grundsätzlich sind Hersteller verpflichtet, die Sicherheit ihrer Produkte zu garantieren.
Gibt es bereits eine Bewertung des gesundheitlichen Risikos für Nanomaterialien, die in Verbraucherprodukten eingesetzt werden?
Für einige Nanopartikel, die im Kosmetik-Bereich eingesetzt werden, wurden bereits Untersuchungen durchgeführt. So ist das Verhalten von Nanopartikeln aus Titandioxid und Zinkoxid auf der Haut gut untersucht. In mehreren Experimenten wurde bestätigt, dass diese Nanopartikel nicht in gesunde Hautzellen des Menschen eindringen, sondern auf der Hautoberfläche verbleiben. In tiefere Hautschichten gelangen sie zwar über die Haarfollikel (Wurzelscheide), wo sie dann einige Zeit verbleiben, aber nicht weiterwandern. Das Haarwachstum befördert sie später wieder an die Hautoberfläche.
Bei der Bewertung des gesundheitlichen Risikos von Nanopartikeln sind momentan jedoch auch noch Fragen offen. Weitgehend unbekannt sind die denkbaren besonderen toxischen Eigenschaften, die auf der Nanoskaligkeit beruhen. Auch zur Exposition des Menschen gegenüber Nanopartikeln liegen nur wenige Daten vor. Die Wissenschaft arbeitet zurzeit an geeigneten Teststrategien zur Ermittlung möglicher gesundheitlicher Risiken, um offene methodische Fragen zu beantworten.
Gab es schon einmal ein Produkt, in dem die enthaltenen Nanomaterialien Gesundheitsschäden auslösten?
Bislang ist dem BfR kein Fall bekannt, in dem Gesundheitsschäden nachweislich durch Nanopartikel oder Nanomaterialien ausgelöst wurden. Eine eindeutige Benennung der Zusammensetzung und Konfiguration von Nanomaterialien, die Gesundheitsgefahren bergen, ist nach heutigem Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse noch nicht abschließend möglich.
Was weiß der Verbraucher über Nanotechnologie?
Eine im Auftrag des Bundesinstitutes für Risikobewertung im Jahr 2007 durchgeführte repräsentative Befragung von 1000 Verbrauchern hat gezeigt, dass Verbraucherinnen und Verbraucher die Entwicklung der Nanotechnologie überwiegend positiv sehen, allerdings lehnen viele den Einsatz von Nanopartikeln in Lebensmitteln ab. 66 Prozent der Befragten versprechen sich von der Nanotechnologie eher Nutzen als Risiken, akzeptieren Nanotechnologie aber nicht in allen Anwendungsbereichen gleichermaßen. Am meisten versprechen sich die Befragten von Nanotechnologie im medizinischen Bereich. Der Zuspruch in verbrauchernahen Anwendungsbereichen nimmt ab, je näher der Kontakt der Verbraucher mit dem Produkt wird: So befürworten 86 Prozent den Einsatz von Nanopartikeln in Farben und Lacken, die deren Kratz- und Abriebfestigkeit erhöhen. Ähnlich hoch ist der Zuspruch für Textilien, die durch Nanotechnologie Schmutz abweisen sollen. Akzeptiert werden Nanopartikel auch in Verpackungsmaterialien und Sonnenschutzmitteln, eine verbesserte Wirkung anderer kosmetischer Mittel durch Nanopartikel befürworten allerdings nur 53 Prozent. Mehrheitlich abgelehnt wird Nanotechnologie in Lebensmitteln: einen „Nano“-Zusatz in Gewürzen, der das Verklumpen verhindern würde, lehnen 69 Prozent der Befragten ab, 84 Prozent möchten keine Lebensmittel, die beispielsweise durch den Einsatz von Nanopartikeln länger ansehnlich gehalten werden. Ein weiteres Ergebnis der Studie war, dass der Begriff Nanotechnologie in den vergangenen drei Jahren bei Verbrauchern deutlich bekannter geworden ist. 2004 konnten im Rahmen einer Studie noch 15 Prozent angeben, wo ihnen der Begriff schon einmal begegnet ist, in der aktuellen Befragung im Auftrag des BfR waren es schon 52 Prozent. Bei der Informationssuche brachten die Befragten nicht allen Informationsgebern dasselbe Vertrauen entgegen. Am besten fühlten sich die Befragten durch Verbraucherverbände und die Wissenschaft informiert: Weitere Informationen unter: Studie zum Thema Nanotechnologie (BfR)
Quelle: Bundesinstitut für Risikobewertung
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