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Was können Nanopartikel und wo stecken sie drin?

Klein und ungemein nützlich

Sie sind klein, sehr klein: Nur rund ein Zehntausendstel der Breite eines menschlichen Haares messen die winzigen Helfer in unseren Alltagsprodukten. Mit einer Größe von nur rund 100 Nanometern erscheint selbst ein rotes Blutkörperchen neben einem dieser Miniteilchen riesig. Doch genau diese Winzigkeit macht sie so begehrenswert.

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Denn zerkleinert bis auf diese Größenordnungen erhalten selbst ganz normale Metalle und Verbindungen völlig neue chemisch-physikalische Eigenschaften: Wegen ihrer im Verhältnis zum Volumen sehr großen Oberfläche sind Nanopartikel reaktionsfreudiger, biologisch aktiver und katalytisch wirksamer als ihre großen Verwandten. Sie können beispielsweise Gewebe- und Zellbarrieren durchdringen, die normalerweise undurchdringlich wären und bleiben viel länger in Wasser gelöst. Außerdem brechen und reflektieren viele dieser winzigen Partikel das Licht effektiver als große und wirken so selbst in dünnste Schichten schon als effektive Weißmacher und Aufheller.

Chemisch gesehen sind die Nanopartikel eigentlich gar nichts Besonderes: Sie bestehen beispielsweise aus Siliziumdioxid, einem Hauptbaustein von Sand oder Gläsern, aus Metallen wie beim Nanosilber, oder aber aus Metalloxiden wie Titan- und Ceriumdioxid, Aluminium- und Zinkoxid. All diese Materialien werden schon seit Jahrzehnten, teilweise schon seit Jahrhunderten von uns Menschen genutzt. Weil sie aber im Nanomaßstab vielerlei nützliche Merkmale entfalten, finden sie sich heute auch in hunderten von Produkten, in denen man sie nicht erwarten würde – von der Käsescheibe über Reinigungsmittel bis hin zu Textilien und Medikamenten.

Als Rieselhilfe und Keimtöter

In unserer Nahrung wimmelt es längst vor unsichtbaren Helferlein. Nano-Siliziumdioxid und Nano-Aluminiumsilikate werden beispielsweise als Rieselhilfe in Salz, Kaffeeweißer, Gewürzmischungen und anderen pulvrigen Lebensmitteln eingesetzt. Titandioxid hellt Soßen auf und macht als Nanobeschichtung Schnittkäse oder Süßwaren haltbarer.

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Nanopartikel in Folien und Verpackungen sollen vor dem Verderben schützen © Ralf Roletschek / CC-by-sa 3.0

Die gleichen Partikel sorgen auch zusammen mit Nanosilber in Verpackungen und Folien dafür, dass die darin eingepackten Lebensmittel länger frisch bleiben und sich Keime nicht zu schnell vermehren. Nach Angaben des Bund für Umwelt- und Naturschutz (BUND), der eine Datenbank für Nanoprodukte führt, sind derzeit schon 400 bis 500 mit Nanopartikeln optimierte Verpackungen auf dem Markt – in den nächsten zehn Jahren könnten sie bei uns schon rund ein Viertel aller Verpackungen ausmachen.

Aber auch in Küchenutensilien und -geräten finden sich heute schon Nanopartikel: So sind viele Schneidbretter, Plastikdosen oder die Innenwände und Borde von Kühlschränken häufig mit Nanosilber beschichtet, um Keime abzutöten. Sogar in Babyflaschen sollen solche Beschichtungen vorkommen. Und in der Bratpfanne sorgt eine Nanoschicht dafür, dass das Fleisch oder das Rührei nicht so anklebt.

Gegen Sonnenbrand und Käsefüße

Auch unsere Haut kommt immer häufiger mit Nanopartikeln in Kontakt, denn besonders Nano-Titandioxid wird beispielsweise häufig in Sonnencremes eingesetzt. Die hellen Miniteilchen reflektieren das Sonnenlicht wie kleine Miniaturspiegel und sorgen so dafür, dass die schädliche UV-Strahlung nicht bis zu den empfindlichen Hautzellen durchdringt. Im Gegensatz zu Sonnenschutzmitteln ohne Nanoprodukten können diese Cremes und Lotionen nahezu transparent und sehr dünnflüssig sein und damit auch einfach aufgesprüht werden.

In der Zahnpasta soll Nano-Titandioxid die Zähne weißer machen © SXC

In Make-Up soll Nano-Aluminium durch einen ähnlichen optischen Effekt dazu dienen, Hautfalten weniger tief erscheinen zu lassen und sie zu kaschieren. Und in manchen Zahnpastas hilft Nano-Titandioxid bereits dabei, die Zähne weißer erscheinen zu lassen, eine Zahncreme von Theramed soll zudem mittels Nanoschicht empfindliche Zähne schützen helfen. Selbst medizinische Anwendungen wie Wundverbände enthalten heute oft Nanosilber als Desinfektionshilfe.

Vor allem dort, wo wir ins Schwitzen kommen, finden sich weitere Nanopartikel: in Socken gegen übelreichenden Fußschweiß und in geruchshemmender Sportkleidung. Outdoor-Jacken werden durch eine Nanobeschichtung besonders wasserfest und schmutzabweisend, T-Shirts mit Nano-Titandioxid schützen gegen den Sonnenbrand. Und auch beim Waschen kommt die Kraft des keimtötenden Nanosilbers zum Einsatz: Einige Waschmaschinen nutzen Nanobeschichtungen, um auch bei niedrigen Temperaturen für keimfreie Wäsche zu sorgen.

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Nadja Podbregar
Stand: 08.03.2013

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Nanopartikel
Die unsichtbaren Helfer und ihre Schattenseiten

Zum Weiterlesen
Links zum Thema

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Die Form macht's
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Über Müll und Boden…
…in die Nahrungskette

Entzündungen und DNA-Schäden
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