Die Nanoteilchen sind längst
unter uns. In Socken. In Akkus
und Handys. In Sonnencrèmes.
In Stofftieren und Kühlschränken.
In Reinigungsmitteln. In
Pneus und Kosmetika. Und
zunehmend
auch in Lebensmitteln.
Doch das ist nur der Anfang.
Kaum bemerkt, hat eine
Revolution begonnen. Staaten
setzen Scharen von Physikern,
Chemikerinnen, Biologinnen
und Ingenieuren in Bewegung.
Unternehmen investieren Milliarden
in Nanotechnologien.
Nano wird die dominierende
Technik des 21. Jahrhunderts.
Was ist Nanotechnik?
Es geht um Teilchen zwischen
1 und 100 Nanometern. Ein Nanometer
ist 1 Millionstel Millimeter.
Illustration: Das kugelförmige
Kohlenstoffmolekül
C60 mit 1 Nanometer Durchmesser
ist im Vergleich zu einem
Golfball genauso winzig
wie der Golfball im Vergleich
zur Erdkugel.
Diese Teilchen sind Atome
und Moleküle, Gene, Proteine
und andere Zellbausteine. Unwissentlich
wurden sie schon
früher genutzt. Sie gaben etwa
Kirchenfenstern ihre Farben
und dem Stahl der Schwerter
seine Härte.
Neu an heutigen Nanotechnologien
ist, dass sie Nanoteilchen
nicht mehr zufällig
verändern und nutzen, sondern
ganz gezielt. Dies geschieht
durch neue Werkzeuge.
Mit ihnen lassen sich
Atome einzeln abbilden und
verschieben. Dazu gehört das
1981 am IBM-Forschungszentrum
in Rüschlikon ZH erfundene
Rastertunnelmikroskop.
Es gilt als der Beginn der Nanotechnologie.
Warum ist Nano anders?
Damit lässt sich einiges anfangen.
Schmuggelt man Nano-Silberteilchen
in Socken oder Kleider,
töten
sie die Bakterien ab, durch die
Schweissgeruch entsteht. Durch Nanotechnologien
lassen sich besonders
dünne und biegsame Solarzellen bauen.
Oder Oberflächen so behandeln, dass
sie selbstreinigend, wasserabweisend
und hitzefest werden.
Das scheint erst einmal ungefährlich
und vielversprechend.
Unter 100 Nanometern Grösse können
bei Stoffen überraschende Eigenschaften
und Effekte auftreten. Aluminium
etwa ist harmlos, wenn es als
gröberes
Pulver vorliegt. Aluminium-Nanoteilchen
aber sind hochexplosiv. So
wird aus einem trägen Werkstoff durch
die Nanogrösse ein sehr reaktiver. Was
völlig unerwartete Anwendungen möglich
macht.
Dafür sorgt auch eine andere Eigenschaft
des Kleinen: die Vergrösserung
der Oberfläche. Die Oberfläche von
50 Kilogramm Quarzpulver aus Nanokörnchen
ist 100 000 Mal grösser als die
Oberfläche derselben Menge in Form
von millimetergrossen Körnern. Das ist
nützlich, wenn man etwa mit möglichst
wenig Material lichtabweisende Stoffe
oder Katalysatoren herstellen will.
Die Revolution der Produktion
Solche Nanoeigenschaften machen
nicht nur Ketchup geschmeidig. Sie
beflügeln
auch die Phantasie der Investoren.
Die Möglichkeiten scheinen
unbegrenzt.
Weil Nanoteilchen klein genug
sind, um in Körperzellen zu gelangen,
sollen sie in der Medizin als «Fähren»
dienen, die Medikamente zielgenau in
die erkrankte Zellen bringen. Also etwa
Krebszellen unschädlich machen. Computerhersteller
planen staubkorngrosse
Rechner. Und Labors tüfteln an Nanorobotern,
synthetischen Mikroorganismen,
Nanoenergiesystemen …
Gerd Binnig wurde für die Erfindung
des Rastertunnelmikroskops mit
dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.
Er notierte 2004: «Der Mensch ist in
diesem Moment Zeitzeuge und Gestalter
einer zweiten Genesis, einer grundlegend
neuen Evolution materieller
Strukturen.»
Anders gesagt: die Neuschöpfung
der Welt durch den Menschen. Die Möglichkeiten
sind immens. Aber ebenso
gilt: maximales Unheil ist möglich.
Wo liegen die Risiken?
Manche sehen schon eine Epoche aufziehen,
in der Nanoroboter ausgesandt
werden, um Gene zu manipulieren.
Oder in der Schwärme unsichtbarer
Nanopolizisten
jede unserer Regungen
überwachen.
Doch reale Risiken gibt es
schon hier und heute. Für jene, die mit
Nanomaterialien
arbeiten müssen. Und
für uns alle, die Produkte konsumieren,
in denen Nanomaterialien stecken.
Das Grundproblem ist: Nanotechnologien
werden heute eingesetzt, bevor
ihre Gefahren für Mensch und Umwelt
abgeklärt sind. Eigentlich müsste
uns das die Erfahrung mit der Industriekatastrophe
Asbest verbieten.
So sehen viele Wissenschafter etwa
den Einsatz der Kohlenstoff-Nanoröhren
sehr kritisch. Sie haben nicht nur von
der Form her eine gewisse Ähnlichkeit
mit Asbest. Sie zeigen, je nach Länge
und Stärke, auch eine vergleichbare Giftigkeit
für den Menschen.
Weil die einzelnen Nanotechnologien
aber sehr unterschiedlich sind, ist
das Gefährdungspotential nicht einheitlich.
Das Risiko, das von ihnen ausgeht,
hängt davon ab, inwiefern Menschen
und andere Lebewesen mit den
Nanokomponenten in Kontakt kommen:
ob sie diese also verschlucken, einatmen
oder über die Haut aufnehmen
können.
In vielen heutigen Nanoprodukten
sind die Nanoteilchen fest in eine Trägersubstanz
eingebettet. Das ist bei
den Oberflächenbeschichtungen der
Fall, aber auch bei zusammengesetzten
Kunststoffen etwa für Tennisschläger.
Die Wahrscheinlichkeit, dass sich die
Nanoteilchen aus diesen herauslösen,
wird als sehr gering eingestuft. Unklar
ist allerdings, was mit ihnen nach einer
Entsorgung passiert: Lösen sie sich ab,
und gelangen sie dann in den Boden
oder ins Grundwasser? Darüber gibt es
bis heute kaum gesicherte Erkenntnisse.
US-Studien zeigen, dass sich etwa
die Silberteilchen in Kleidung schnell
auswaschen. Sie können über das Abwasser
in Kläranlagen gelangen und
dort Bakterien abtöten, die zur Wasseraufbereitung
eingesetzt werden.
Was tun die Teilchen im Körper?
Als weit problematischer erweist sich
die zweite Kategorie. Sie umfasst entweder
Nanoteilchen, die nur schwach in
eine Anwendung eingebunden sind und
sich herauslösen können. Oder sie werden
sogar – wie in der Medizin oder der
Lebensmitteltechnik – ganz bewusst in
den menschlichen Körper eingeschleust.
Eine dritte Möglichkeit sind Nanoteilchen,
die während der Herstellung unbeabsichtigt
in die Luft gelangen und als
Schwebeteilchen eingeatmet werden.
Kommen Nanoteilchen in den Körper,
können sie sich im Gewebe verschiedener
Organe anreichern. Eine unerwünschte
Wechselwirkung zwischen
Teilchen und Zellen ist dann nicht auszuschliessen.
Mediziner gehen davon
aus, dass Nanoteilchen durch Kontakt
mit der Zelloberfläche oder auch direkt
in der Zelle die chemischen Zellprozesse
durcheinanderbringen oder sogar das
Erbgut verändern können. Berner Forscher
haben Nanoteilchen in Zellen
nachgewiesen. Dies wiederum könnte
dazu führen, dass Eiweissmoleküle
gebildet
werden, die Entzündungen im
Gewebe auslösen. Entsprechende Reaktionen
haben Forscher in Tierversuchen
beobachtet. Weil diese bislang – auch
mangels internationaler Standards –
nicht systematisch durchgeführt wurden,
lassen sich die Ergebnisse aber
noch nicht verallgemeinern.
Untersuchungen in den vergangenen
drei Jahren haben gezeigt, dass die
Giftigkeit von Nanopartikeln nicht
leicht vorausberechnet werden kann.
Sie hängt von mehreren Faktoren ab, die
alle überprüft werden müssen:
>von der Form der Teilchen,
>von möglichen Verunreinigungen
durch Fremdatome bei der Herstellung,
>vom Zusammenwirken mit anderen
Stoffen. So wirken im Nanobereich
Wolframcarbid-Partikeln
deutlich toxischer,
wenn sie mit Kobalt auftreten.
Dringend: Arbeitsschutz
Besondere Aufmerksamkeit muss deshalb
dem Arbeitsschutz gelten: Für alle,
die an der Herstellung gerade von losen
Nanoteilchen beteiligt sind, müssen Vorkehrungen
getroffen werden, damit sie
diese unsichtbaren und gefährlichen
Partikeln nicht einatmen müssen.
Auch darum wird Nanotechnik
heute ein Kernthema für Gewerkschaften
wie die Unia.
Nanoprodukteliste: www.nanotechproject.org/inventories/consumer
Die Nano-Seite von work-Autor Niels Boeing:
www.bitfaction.com/nano/index.html
Informativ und anschaulich:
www.nanoreisen.de
Europäischer Gewerkschaftsbund (engl./
franz.): www.etui.org/Topics/Health-Safety/
Nanotechnologies
Die Empa, ein führendes Forschungslabor:
www.empa.ch
IBM-Forschungslabor Rüschlikon:
www.zurich.ibm.com
Nanokritiker (engl.): www.etcgroup.org/en/
issues/nanotechnology
Schweizer Zentrum für Technologiefolgenabschätzung:
www.ta-swiss.ch
Nationales Forschungsprogramm «Chancen und Risiken von Nanomaterialien»: www.nfp64.ch
work, 25.08.2011


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