Das Bild zeigt eine Nanostruktur, die künstlerisch bearbeitet ist. 

Projekte 

Die 23 Forschungsprojekte des NFP 64 gliedern sich in fünf Module:

Modul 1: Biomedizinische Anwendungen
Das biomedizinische Modul befasst sich mit den möglichen Auswirkungen des Einsatzes von Nanomaterialien auf die Gesundheit. Denn im biologisch-medizinischen Bereich können neue Nanomterialien zu zukunftsweisenden Entwicklungen im Bereich neuer Medikamente, Untersuchungsmethoden und medizinischer Geräte führen. Synthetische Arzneimittel auf Nanopartikelbasis ermöglichen neue Generationen von multifunktionalen Medikamenten. Sie kombinieren die Eigenschaften konventioneller Wirkstoffe mit denen von Diagnose- und Behandlungsgeräten. Der Ansatz dabei ist, kleine Mengen aktiver Wirkstoffe gezielt an gewünschte Orte im Körper zu transportieren und damit grössere Behandlungseffekte ohne Nebenwirkungen zu erzielen. Ein weiteres Anwendungsfeld sind Implantate oder Knochenersatzmaterialien, die dank Nanopartikeln mit optimierten mechanischen oder immunologischen Eigenschaften ausgestattet werden können. In diesem Zusammenhang können Nano-partikel in den Körper gelangen, dort verbleiben oder durch Wechselwirkungen freigesetzt werden, was neben den erwünschten auch unbeabsichtigte Wirkungen bewirken kann. In den neun Projekten des biomedizinischen Moduls müssen neben Toxizitätstests auch innovative Ansätze für eine Risikobewertung erarbeitet werden.

Modul 2: Umwelt
Die sieben Projekte im Modul Umweltforschung evaluieren die Auswirkungen von Nanopartikeln auf Umwelt und ökologische Systeme. Nanopartikel können in Wasser, Luft und Boden gelangen, ob absichtlich – beispielsweise beim Einsatz als Pflanzenschutzmittel in der Landwirtschaft – oder unerwünscht – wie im Herstellungs-, Gebrauchs- oder Entsorgungsprozess. Obwohl Partikel von Nanometergrösse in der Umwelt auch natürlich vorkommen, können die ökologischen Auswirkungen freigesetzter synthetischer Nanomaterialien noch nicht mit abschliessender Gewissheit bewertet werden. Die Umwandlung von Nanomaterialien im Laufe ihres Lebenszyklus, einschliesslich ihres Auf- und Abbaus, sowie ihre Wechselwirkungen mit anderen Stoffen in der Umwelt machen es schwierig, die potenziellen Auswirkungen zu bewerten und zu steuern. Hier soll dieses Modul zu mehr Klarheit führen.

Modul 3: Nahrungsmittel
Die optimale Versorgung einer wachsenden Bevölkerung mit Nahrungsmitteln, die ausreichend, erschwinglich, attraktiv, gesund und sicher sind, wird ganz wesentlich von der Entwicklung und dem Einsatz neuer Technologien abhängen. Synthetische Nanomaterialien können Produktivität steigern, Nahrungsmittelsicherheit verbessern, Haltbarkeit verlängern, den Nährwert erhöhen und das Aussehen von Nahrungsmitteln verbessern. Wenn synthetische Nanomaterialien aber einen weitverbreiteten, nachhaltigen Einsatz in Nahrungsmitteln finden sollen, gilt es wichtige wissenschaftliche Barrieren und Wahrnehmungsmuster in Bezug auf die Sicherheit zu überwinden. So ist beispielsweise wenig bekannt über die Auswirkungen von verbesserten Dosisleistungen, die auf Nahrungsmittelkomponenten von Nanogrösse zurückzuführen sind. Das gleiche gilt für den biologischen Transport im Organismus von Materialien, die mit technisch hergestellten Nanopartikeln beschichtet wurden. Es ist unklar, ob die aktuellen Kontrollen mögliche gesundheitliche Auswirkungen auf geeignete Weise einschätzen können, wenn synthetische Nanomaterialien in die Verarbeitung oder Verpackung von Nahrungsmitteln einbezogen oder als Nahrungsmittelzusätze verwendet werden. Auch bei der Synthese von konventionellen Inhaltsstoffen auf Nanogrösse ist nur wenig darüber bekannt, wie sich das Risikoprofil dadurch eventuell ändert und wie ein sicherer Gebrauch gewährleistet werden kann.

Modul 4: Energie
Zur Neige gehende natürliche Energiequellen, Klimaerwärmung und Zwischenfälle in Atomkraftwerken tragen dazu bei, dass das Thema Energie Schlagzeilen macht. Bei vielen Energieanwendungen spielen Nanomaterialen eine wichtige Rolle. Die Anwendungen sind sehr verschieden und zielen darauf ab, Energie effizienter umzuwandeln, zu speichern und zu transportieren. Beispiele dafür sind effizientere Heiz- und Kühlsysteme, eine verbesserte Lichttechnologie und bessere Batterien und Kondensatoren, welche die Kapazität, Lebensdauer und Grösse von Batterien optimieren könnten. Innovationen im Bereich Energie haben grosses Potenzial, da sie die Ausbeutung natürlicher Ressourcen stoppen und gleichzeitig die immer grösser werdende Nachfrage nach Energie decken können. Doch die Grundvoraussetzung für die Entwicklung und Vermarktung solcher Nanoprodukte ist ein vertieftes Verständnis von den Eigenschaften der Nanomaterialien über die gesamte Lebensdauer eines Produkts im Hinblick auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt.

Modul 5: Baumaterialien
Durch die Verwendung von Nanomaterialien könnten sich die Architektur, die Bauindustrie sowie der Unterhalt von Infrastrukturen und Haushaltsarbeiten radikal verändern. Beispielsweise könnte durch die Integration von Nanokomponenten in Baumaterialien deren Fluidität, Flexibilität, Stärke und Lebensdauer verbessert werden. Nanomaterialien könnten zudem verwendet werden, um die Korrosions-, Kratz- und Wasserfestigkeit von Beschichtungen sowie deren Schmutz-, Geruchs- und Fotoresistenz zu erhöhen und um ihre isolierenden und selbstreinigenden Eigenschaften sowie ihre Filtereigenschaften zu verbessern. Wie in anderen Anwendungsbereichen sollte die Verwendung von Nanomaterialien auch zu einer besseren Nutzung natürlicher Ressourcen und zu Energieersparnissen führen, was letztlich die Lebensqualität auf der ganzen Welt positiv beeinflussen würde. Im Vorfeld einer breiten Nutzung von Nanomaterialien müssen allerdings deren potenziellen Risiken für die menschliche Gesundheit und für die Umwelt unter die Lupe genommen werden.



Modul 2

Umwelt

Modul 4

Energie

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