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Sicherheits- und Umweltrisiken von Verbundwerkstoffen mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen

 

Nanoröhrchen aus Kohlenstoff werden in sehr vielen Verbundwerkstoffen eingesetzt, um die Stabilität und Qualität dieser Materialien zu erhöhen. Jing Wang und sein Team untersuchten, in welchen Mengen ein Verbundwerkstoff Nanopartikel freisetzt und ob diese Nanopartikel auf Zellen toxisch wirken.

Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)

Nanopartikel werden sehr oft zusammen mit anderen Materialien in sogenannten Verbundwerkstoffen genutzt. Die Eigenschaften der Ausgangsmaterialien können so grundlegend verändert werden. Je nach Nanopartikel, die im Verbundwerkstoff eingelagert sind, werden diese zum Beispiel widerstandsfähiger, elastischer, wasserabweisender oder sogar magnetisch. Wenn Verbundwerkstoffe mit der Zeit und mit dem Gebrauch altern und abgenutzt werden, können Nanopartikel freigesetzt werden. Jing Wang und sein Team untersuchten die Risiken von Verbundwerkstoffen mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen, einer der häufigsten und vielseitigsten Nano-Verbundwerkstoffe.

Resultate

Im Forschungsprojekt von Jing Wang wurde eine Technologieplattform entwickelt, mit der die Freisetzung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen aus Verbundwerkstoffen bei Abrieb, Verwitterungsprozessen, hohen Temperaturen oder bei Materialbruch gemessen und die Toxizität der freigesetzten Nanoröhrchen bestimmt werden kann. Die Freisetzung von Kohlenstoff-Nanoröhrchen nach Abrieb, Verwitterungsprozessen und bei hohen Temperaturen war tief. Wurden diese Verbundwerkstoffe jedoch zum Zerreissen gespannt, setzten sich Kohlenstofffasern frei, die eingeatmet werden können. Die Toxizität dieser Partikel wurde in verschiedenen Zellkultursystemen geprüft. Bei realistischen Mengen an Kohlenstoff-Nanoröhrchen konnten keine negativen Effekte wie Zelltod, Stressreaktionen oder Gentoxizität festgestellt werden.

Bedeutung

Die Resultate dieses Projekts legen nahe, dass es möglich ist, ungefährliche Konsumgüter mit Kohlenstoff-Nanoröhrchen herzustellen. Gesundheits- und Sicherheitsaspekte nanobasierter Materialien können mit der innovativen Technologie, die in diesem Projekt etabliert wurde, in direkter Folge verschiedener Behandlungs- und Abnutzungsprozesse gemessen werden.

Originaltitel

Evaluation platform for safety and environmental risks of CNT reinforced nanocomposites

Projektleitung

  • Prof. Jing Wang

Weitere Gesuchstellende

  • Prof. Frank Nüesch
  • Dr. Peter Wick

 

 

Weitere Informationen zu diesem Inhalt

 Kontakt

Prof. Jing Wang Empa Abteilung Organische Chemie Überlandstrasse 129 8600 Dübendorf +41 44 823 61 15 jing.wang@empa.ch