Nanomaterialien in Forschung, Industrie und Umwelt – Fallbeispiele für nanoskopische Referenzmaterialien

Abstract

Nanomaterials in research, industry and the environmentcase studies for nanoscopic reference materialsAbstract 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 nanomaterialspecific 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.

Fluoreszierende Quantenpunkte für medizinische und umwelt-wissenschaftlichen Anwendungen (NanoTrust-Dossier Nr. 059 - August 2022)

“…QDs qualifizieren sich aufgrund ihrer außerge-wöhnlichen Eigenschaften als auffindbare und eindeutig identifizierbare sogenannte "Nanotracer", um den endgültigen Umweltverbleib von ENPs mittels Fluoreszenzanalysen näher untersuchen zu können. 2,31 Die Idee solcher QD-basierten Nanotracern ist, im Zuge von Laboruntersuchungen, grundlegende Rückschlüsse zum allgemeinen Umweltverhalten (z. B.: Aggregation, Sedimentation, PartikelPartikelInteraktionen) von ENPs ableiten zu können, da fluoreszierende QDs im Gegensatz zu vielen herkömmlichen ENPs, wie Silizium oder Titandioxid, in komplexen Umweltmedien eindeutig nachverfolgt werden können.…”

“…So werden QDs unter anderem als fluoreszierende Markersubstanzen in der medizinischen Zellbiologie eingesetzt, um zum Beispiel bestimmte Zelltypen in einem Gewebeverband sichtbar zu machen 1 , ebenso aber auch in Umwelt proben, um allgemeine Aussagen zum Verbleib von ENPs in Abwässern ableiten zu können. 2 Da in vielen QDs der ersten Generation noch Schwer metalle wie Cadmium oder Blei enthalten sind, werden sie in der Medizin derzeit nur unter strengen Laborbedingungen und nicht direkt am Patienten, sondern für ex situ Diagnostika verwendet. 3,4 Auch in der Umweltforschung werden QDs gegenwärtig nur im Labormaßstab eingesetzt.…”