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Nanopartikel mit Sensoren aufspüren

Den Nanopartikeln auf der Spur: Das Institut für Halbleitertechnik (IHT) der Technischen Universität Braunschweig will den Kleinst-Teilchen nun gleichsam mit Hightech-Fallen auf die Schliche kommen. Schließlich sind heute mehr als hunderttausend Arbeitsplätze weltweit direkt oder indirekt mit der Produktion oder dem Einsatz von Nanopartikeln verbunden. Auch in der Automobilindustrie, beispielsweise in Dieselmotoren. Ob die Beschäftigten auf diesen Arbeitsplätzen den Nanopartikeln selbst ausgesetzt sind, und ob die Teilchen Auswirkungen auf die Gesundheit haben können, ist allerdings weitgehend ungeklärt. Die Winzlinge lassen sich bisher in der Umgebung nur sehr umständlich zählen oder messen. Mit Sensoren plant das IHT nun die Partikel, mit denen einzelne Personen in Kontakt kommen können, in der Luft aufzuspüren. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Holzforschung Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) wollen die Wissenschaftler so dafür sorgen, dass Arbeitsplätze in der Nanotechnik sicherer werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Verbundprojekt im Rahmen seines Programms NanoCare jetzt mit mehr als einer halben Million Euro.

In der Regel bestehen Nanopartikel aus nur wenigen Atomen und sind mindestens 500-mal kleiner als der Durchmesser eines Haares. Aus vielen Bereichen der industriellen Produktion sind künstliche Nanopartikel nicht mehr wegzudenken. Im Produktionsprozess (zum Beispiel als Katalysator) oder direkt als Zusatzstoff dem Produkt beigemischt, verbessern sie Produkteigenschaften in vielfältiger Art und Weise. Eine große Zahl von Metallen und Oxiden, teilweise zusätzlich chemisch funktionalisiert, ist inzwischen großtechnisch verfügbar und wird in vielen unterschiedlichen Prozessen eingesetzt. Dementsprechend wächst auch die Zahl der Arbeitsplätze rund um die Nanotechnologie.

Neben den Vorteilen von Nanopartikeln werden allerdings zunehmend, unter anderem im EU-Parlament, deren Risiken diskutiert. Dabei ist wegen des schwierigen Nachweises bisher noch unklar, ob häufig eingesetzte Nanopartikel aus Vorprodukten oder Produktionsanlagen, wie beispielsweise Kohlenstoff-Nanoröhrchen, Titandioxid- oder Silber-Nanopartikel, sich tatsächlich in den Fertigungsstätten verbreiten. Nicht geklärt sind auch mögliche Auswirkungen von Nanopartikeln auf die Gesundheit. Bis dahin erfordert ein verantwortlicher Umgang mit Nanopartikeln am Arbeitsplatz die kontinuierliche Überwachung der Personen, die den Teilchen während ihrer Arbeit besonders ausgesetzt sind. "Wir wissen darüber bisher nur so wenig, weil die Nanopartikel sehr schwer zu messen sind", erläutert der Koordinator des Verbunds, Privatdozent Erwin Peiner vom Institut für Halbleitertechnik. "Partikelzähler für diesen Bereich sind teuer, verhältnismäßig groß und schwer. Wir können damit die Belastung von einzelnen Personen an ihrem Arbeitsplatz kaum messen. Um die Risiken von Nanopartikeln im Produktionsbereich besser einzuschätzen, benötigen wir Partikelzähler, die gleichzeitig mobil, das heißt klein und leicht, und schnell sind."
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