Biologischer Abbau und Transformation von Kohlenstoff-Nanomaterialien werden eingehend untersucht, damit das Umweltverhalten solcher Materialen abgeschätzt werden kann. Solches Wissen ist die Voraussetzung für eine angemessene Risikoanalyse.
Hintergrund
Kohlenstoff-Nanomaterialien (KNM), wie Fullerene und Kohlenstoff-Nanröhrchen, sind vielversprechende Kandidaten für Anwendungen im Grossmassstab. Zumindest teilweise enthält der Auslauf von Kläranlagen in Spanien schon heute Fullerene in beträchtlichen Mengen. Da Fullerene in terrestrischem wie auch meteoritischem Material auch natürlicherweise vorkommen, sind sie wahrscheinlich auch dem biogeochemischen Kohlenstoffkreislauf unterworfen. Möglicherweise haben sich im Verlauf der Evolution zum Abbau befähigte biologische Syteme entwickelt. Obwohl es eine ganze Menge Daten über zelluläre Toxizität, Ökotoxizität und antimikrobielle Aktivität von KNM gibt, haben wir eine unverantwortbare Wissenslücke in der wissenschaftlichen Literatur in Bezug auf den biologischen Abbau solcher Materialien ausgemacht.
Ziel
In diesem Projekt werden wir versuchen diese Wissenslücke zu schliessen, indem wir eingehende Untersuchungen über den biologischen Abbau von KNM durchführen werden. Wir werden untersuchen, ob es enzymatische, zelluläre oder mikrobielle Systeme gibt, die fähig sind, KNM abzubauen oder zu verändern und welche Metaboliten allenfalls entstehen.
Bedeutung
Dieses Projekt wird massgeblich zum besseren Verständnis des biologischen Abbaus von KNM, der am Abbau beteiligten biologischen Systeme und schlussendlich des Umweltverhaltens solcher Materialien beitragen. Gesetzgeber und Behörden können unsere veranschlagten Erkenntnisse direkt in eine angemessene Risikobeurteilung einfliessen lassen, welche der fundierten Gesetzgebung und den behördlichen Empfehlungen in Bezug auf die zukünftige Zulassung und Verwendung solcher Materialien zu Grunde liegen muss.
Enzymatische Systemen, welche befähigt sind, KNM anzugreifen und umzuwandeln, könnten neue Möglichkeiten bieten, funktionalisierte Materialien zu entwickeln. Wenn die Biotechnologie zum Forschungsgebiet der supramolekularen Nanosysteme Zugang findet, eröffnen unsere geplanten Erkenntnisse ein neues Gebiet der Nanotechnologie,
Originaltitel: Biotransformation of carbon-based nanomaterials (BioCarb)
Betrag: CHF 290'336.-
Dauer: 36 Monate
Projektverantwortlicher
- Dr. Hans-Peter Kohler