A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Nanomaterialien in Forschung, Industrie und Umwelt – Fallbeispiele für nanoskopische Referenzmaterialien
Zusammenfassung Synthetisch hergestellte Nanomaterialien sind in der Industrie bereits ein fester Bestandteil und haben zu neuen Produktentwicklungen geführt. Auf der einen Seite versprechen Nanomaterialien aufgrund ihrer Größe sowie spezifischen und chemisch sehr reaktiven Oberflächen vielversprechende Anwendungsgebiete. Auf der anderen Seite lassen sich über deren potenzielle Auswirkungen auf Mensch und Umwelt derzeit kaum allgemeingültige Aussagen treffen. Die Sicherheitsbewertung dieser neuartigen Materialien, die sich aus mannigfaltigen Kompositionen zusammensetzen können, wird dadurch erschwert, da nicht nur die chemische Spezies und die Menge bzw. Dosis entscheidend sind, sondern auch andere physikalisch-chemische Parameter, wie Partikelform, Struktur, spezifische Oberflächeneigenschaften, Größe und Größenverteilung eine sehr wichtige Rolle spielen. So ist es auch derzeit eine Herausforderung, mögliche Transformationsprozesse, wie die Aggregation zu größeren Clustern oder Auflösung in ionische Bestandteile, mit zu berücksichtigen und zugleich zwischen nanomaterialspezifischen und unspezifischen Effekten unterscheiden zu können. Des Weiteren mangelt es derzeit vor allem an nanoskaligen Referenzmaterialien und an Nanomaterialien, die sich in komplexen Umweltproben wiederauffinden lassen. So müssen derzeit auch noch standardisierte Methoden und Testverfahren weiterentwickelt und angepasst werden. In Hinblick auf diese Herausforderungen werden in diesem Artikel unter anderem Lösungsvorschläge beschrieben, wie synthetische Nanomaterialien von ihren natürlich vorkommenden Pendants unterschieden werden können. Im gegenständlichen Artikel wird hierzu ein umweltrelevantes Anwendungsbeispiel näher erläutert.
Abstract Engineered nanomaterials have established themselves as a staple in industry, and have paved the way for the development of new products. On one hand, their size and specific, highly chemically reactive surfaces make nanomaterials promising candidates in terms of their range of applications. On the other, it’s virtually impossible to make any universally valid statements on their potential effects on human beings or the environment. The difficulty of assessing the safety of these innovative materials, which are often made of complex compositions, is compounded by the fact that not only the chemical species and the amount/dosage but also further physical-chemical parameters like the particle shape, structure, specific surface characteristics, size and size distribution are important aspects. As such, it is currently extremely difficult to take into account potential transformation processes like the aggregation into larger clusters or dissolution into ionic components, and to differentiate between nanomaterial-specific and nonspecific effects. In addition, nano-scale reference materials and nanomaterials that can be found in complex environmental samples are currently in short supply. Accordingly, the standardized methods and testing techniques currently in use must be refined and adapted. In response to these challenges, this article proposes new approaches to differentiating between synthetic nanomaterials and their naturally occurring counterparts, illustrating them on the basis of an environmentally relevant sample application.
Nanomaterialien in Forschung, Industrie und Umwelt – Fallbeispiele für nanoskopische Referenzmaterialien
Zusammenfassung Synthetisch hergestellte Nanomaterialien sind in der Industrie bereits ein fester Bestandteil und haben zu neuen Produktentwicklungen geführt. Auf der einen Seite versprechen Nanomaterialien aufgrund ihrer Größe sowie spezifischen und chemisch sehr reaktiven Oberflächen vielversprechende Anwendungsgebiete. Auf der anderen Seite lassen sich über deren potenzielle Auswirkungen auf Mensch und Umwelt derzeit kaum allgemeingültige Aussagen treffen. Die Sicherheitsbewertung dieser neuartigen Materialien, die sich aus mannigfaltigen Kompositionen zusammensetzen können, wird dadurch erschwert, da nicht nur die chemische Spezies und die Menge bzw. Dosis entscheidend sind, sondern auch andere physikalisch-chemische Parameter, wie Partikelform, Struktur, spezifische Oberflächeneigenschaften, Größe und Größenverteilung eine sehr wichtige Rolle spielen. So ist es auch derzeit eine Herausforderung, mögliche Transformationsprozesse, wie die Aggregation zu größeren Clustern oder Auflösung in ionische Bestandteile, mit zu berücksichtigen und zugleich zwischen nanomaterialspezifischen und unspezifischen Effekten unterscheiden zu können. Des Weiteren mangelt es derzeit vor allem an nanoskaligen Referenzmaterialien und an Nanomaterialien, die sich in komplexen Umweltproben wiederauffinden lassen. So müssen derzeit auch noch standardisierte Methoden und Testverfahren weiterentwickelt und angepasst werden. In Hinblick auf diese Herausforderungen werden in diesem Artikel unter anderem Lösungsvorschläge beschrieben, wie synthetische Nanomaterialien von ihren natürlich vorkommenden Pendants unterschieden werden können. Im gegenständlichen Artikel wird hierzu ein umweltrelevantes Anwendungsbeispiel näher erläutert.
Abstract Engineered nanomaterials have established themselves as a staple in industry, and have paved the way for the development of new products. On one hand, their size and specific, highly chemically reactive surfaces make nanomaterials promising candidates in terms of their range of applications. On the other, it’s virtually impossible to make any universally valid statements on their potential effects on human beings or the environment. The difficulty of assessing the safety of these innovative materials, which are often made of complex compositions, is compounded by the fact that not only the chemical species and the amount/dosage but also further physical-chemical parameters like the particle shape, structure, specific surface characteristics, size and size distribution are important aspects. As such, it is currently extremely difficult to take into account potential transformation processes like the aggregation into larger clusters or dissolution into ionic components, and to differentiate between nanomaterial-specific and nonspecific effects. In addition, nano-scale reference materials and nanomaterials that can be found in complex environmental samples are currently in short supply. Accordingly, the standardized methods and testing techniques currently in use must be refined and adapted. In response to these challenges, this article proposes new approaches to differentiating between synthetic nanomaterials and their naturally occurring counterparts, illustrating them on the basis of an environmentally relevant sample application.
Nanomaterialien in Forschung, Industrie und Umwelt – Fallbeispiele für nanoskopische Referenzmaterialien
Nanomaterials in research, industry and the environment – case studies for nanoscopic reference materials
Dipl.-Chem. Dr. Zaba, Christoph (author) / DI Part, Florian (author) / Univ.-Prof. DI Dr. Huber-Humer, Marion (author) / Univ.-Prof. Dr. Sinner, Eva-Kathrin (author)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 69 ; 25-33
2017-01-05
9 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
Giftige Zwerge in der Umwelt? — Nanomaterialien können aquatische Ökosysteme gefährden
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