Forschungsprojekt Umsicht

Projektlaufzeit : 01. Mai 2010 – 30. April 2013

Nanotechnologie gilt als eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts. Dabei ist noch relativ wenig bekannt über die Wirkung von künstlich hergestellten Nanopartikeln auf die Umwelt.
Das Forschungs-Verbundprojekt UMSICHT hatte zum Ziel, Verhalten, Verbleib und Wirkung von Silbernanopartikeln in der Umwelt besser zu verstehen. Insgesamt arbeiteten 16 Partner aus Wissenschaft und Industrie an diesen Fragestellungen.
Silbernanopartikel werden aufgrund ihrer antimikrobiellen Wirkung u.a. als Ausrüstung von Textilien eingesetzt. Beispielhaft wurden im Forschungsprojekt solche mit Silber-Nanopartikeln (durchschnittliche Größe 20 nm) ausgerüstete Textilien betrachtet – von der Partikel-, Faser- und Gewebeherstellung über das Abrieb- und Waschverhalten bis hin zur Entsorgung in der Kläranlage.
Die Aufgabe der Bremer Umweltinstitut GmbH im Forschungsvorhaben umfasste eine produktspezifische Gebrauchssimulation der ausgerüsteten Textilien. Hierbei wurden standardisierte Abriebprozesse mit Hilfe eines Martindale-Abrasionstestgerätes realisiert. Die bei diesen Prozessen in die Kompartimente Luft, Staub und Abrieb freigesetzten Partikel wurden gesammelt und quantitativ und qualitativ analysiert. Es sollte festgestellt werden, ob und in wie weit sich Silber-Nanopartikel beim Abrieb aus den Fasern lösen und in welchen Größen-Fraktionen des Staubes/Abriebs die Silber-Nanopartikel zu finden sind. Hierbei wurden u.a. folgende Methoden eingesetzt:

  • Sammlung der luftgetragenen Partikel mittels eines Nano-Aerosol-Samplers auf Silizium-Trägern, anschließende Analyse mittels Raster-Elektronen-Mikroskopie
    • Direkte Zählung der luftgetragenen Partikel mittel eines Ultrafine Particle Counters (Messbereich 20 nm – 1000 nm) und eines Scanning Mobility Particle Sizers (Messbereich zwischen 7 nm und 300 nm unterteilt in 103 Größenklassen)
  • Sammlung des luftgetragenen Staubs sowie des groben Liegestaubs in einer Waschflasche mit H2O bidest. und anschließende Analyse des Silbergehalts mittels Atomabsorptionsspektrometrie (durchgeführt vom Projektpartner Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover)

Die Gebrauchssimulationen und Messungen erfolgten in einer spezielle entwickelten Glasprüfkammer, die durch Einsatz von Partikelfiltern frei von Hintergrundbelastungen durch Partikel der entsprechenden Größenordnung war.

Die Bremer Umweltinstitut GmbH konnte zeigen, dass beim Abrieb von mit Nanosilberpartikeln ausgerüsteten Textilien unter Einsatz einer Martindale keine nachweisbare Anzahl einzelner, freier Nanopartikel in die Luft freigesetzt wird. Dieses ist unabhängig davon ob die Nanopartikel mit Hilfe eines Binders oder pur auf das Textil aufgebracht werden und auf welchen Fasertyp sie aufgebracht werden. Eine Freisetzung der Silbernanopartikel erfolgte immer im Verbund mit Faserbruchstücken des Textils. Der weitaus größte Teil des freigesetzten Silbers findet sich im groben Liegestaub, der nach dem Abriebprozess am Textil oder an Teilen der Martindale haftet, und nicht in der luftgetragenen Fraktion.

Das Verbundprojekt wurde gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).