Mit Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) verstärkte Komposite sind vielversprechende synthetische Materialien für mechanische und elektrische Anwendung, die im industriellen Massstab hergestellt werden können. In diesem Projekt sollen mögliche Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltrisiken bei der Herstellung solcher Komposite ermittelt werden, um kritische Schritte zu identifizieren, die vor der Kommerzialisierung berücksichtigt werden müssen.
Hintergrund
Kohlenstoffnanoröhrchen (CNT) verstärkte Komposite sind vielversprechende synthetische Materialien, die im industriellen Massstab hergestellt und in unterschiedlichen mechanischen und elektrischen Anwendungen eingesetzt werden können. Mit der steigenden Nachfrage nach CNT und CNT versetzten Produkten wird das Gefahrenpotenzial dieser Materialien für Forscher, Herstellungsindustrien und Verbraucher immer grösser. Der tatsächliche Einfluss der bei Fabrikation und Anwendung in die Umgebung ausgestossenen Nanopartikel ist noch ungeklärt und derzeit Gegenstand von Diskussionen. Ein Grossteil der Literatur über die Toxizität von CNT widmet sich bis jetzt hauptsächlich der Toxizität von rohem CNT Pulver. Nur wenige Studien untersuchen die Toxizität von CNT verstärkten Nanokompositen oder kommerziellen CNT Produkten, obwohl einige Produkte bereits auf dem Markt sind.
Ziel
Da dieses Projekt sowohl materialwissenschaftliche Aspekte als auch biologische Studien angehen wird, ist eine interdisziplinäre Vorgehensweise unter Beteiligung von drei Empa Abteilungen vorgesehen. Ziel dieses Projekt-Teams ist es, eine Technologie mit hocheffizienten, standardisierten Evaluationsmethoden zu entwickeln. Damit möchten wir mögliche Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltrisiken ermitteln, die mit der Verwendung von CNT verstärkten Nanokompositen zusammenhängen. Dazu soll eine Standardplattform mit einer Abrasionsvorrichtung errichtet werden, die es ermöglicht, die Nanopartikel-Emissionen während eines typischen Herstellungsvorgangs, der Benutzung oder eines Materialbruchs zu simulieren und dadurch die Risiken der Partikelemissionen für menschliche Gesundheit und Umwelt abzuschätzen.
Bedeutung
Die im Projekt erarbeiteten technologischen und wissenschaftlichen Erkenntnisse werden der Industrie und Gesellschaft ermöglichen, die Sicherheit von CNT verstärkten Nanokompositen abzuschätzen. Da wir für unsere Untersuchungen CNT Komposite verwenden werden, die in grossem Umfang in Forschung und Entwicklung untersucht werden oder sogar schon auf dem Markt sind, ist unser Projektvorhaben besonders aktuell und von Bedeutung für die Gesellschaft. Die erarbeitete Plattformtechnologie soll eine allgemeingültige Vorgehensweise zur Ermittlung von Gesundheitsrisiken von Nanokompositen begründen. Dies soll es auch Industrieherstellern ermöglichen, ihre Fabrikationsverfahren zu analysieren und - wo nötig – ihre Prozesse und Materialien anzupassen, um eine mögliche Gefährdung durch Nanopartikel möglichst auszuschliessen. Falls die Resultate Risiken bei der Verwendung von Nanokompositen aufzeigen sollten, müssen die Verbreitung sowie die Entsorgung oder Wiederaufbereitung ebenfalls kritisch hinterfragt werden.
Originaltitel: Evaluation platform for safety and environmental risks of CNT reinforced nanocomposites
Betrag: CHF 392'398.-
Dauer: 36 Monate
Projektverantwortlicher
- Prof. Jing Wang