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ITV Denkendorf entwickelt Prüfverfahren zur Messung der Nanopartikelfreisetzung

Nanotechnologie – wohl kein anderes wissenschaftliches Thema hat in den letzten Wochen für so viel Diskussionsstoff gesorgt und die gesamte textile Kette bewegt.

Bereits seit mehr als acht Jahren wird europaweit unter Beteiligung zahlreicher deutscher Unternehmen und Forschungseinrichtungen, wie dem Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) in Denkendorf, in öffentlichen Forschungsprogrammen zur Nanotechnologie gearbeitet. Ziel dabei ist neben der Entwicklung neuer Produkte, alle Auswirkungen der Nanoanwendungen auf Mensch und Umwelt zu analysieren und geeignete Beurteilungskriterien, relevante Kennzahlen und Messeinrichtungen zu entwickeln. Sowohl die Bundesregierung als auch die EU in ihrem neuen Rahmenprogramm setzen diesen Weg zurzeit mit neuen Projekten konsequent fort, um alle Aspekte der höchst anspruchsvollen Schlüsseltechnologie mit ihren Auswirkungen zu untersuchen.

Einen ersten Meilenstein dazu hat das ITV im Projekt "SiNaTex – Sicherheit zur Nanotechnologie bei Textilien", mit der Entwicklung eines Messverfahrens zur Analyse freigesetzter Partikel bereits erreicht.
Im Rahmen eines vom Land Baden-Württemberg finanzierten zweijährigen Projekts ist es gelungen, die durch eine mechanische Beanspruchung freigesetzten Nanopartikel aus einem Textil an die Umgebungsluft zu charakterisieren und anhand einer geeigneten Prüftechnologie Emission und Immission zu erfassen.

Ein wichtiger Gesichtspunkt, der mit denen der anderen Nano-Projekte, die sich unter anderem mit der Toxikologie und den Expositionsrouten im Körper beschäftigen, eng verbunden ist. Ziel der Forschungen ist es, aus toxikologischen Daten und durch Messung der Exposition der Verbraucher gegenüber möglicherweise freigesetzten Nanopartikeln eine zuverlässige Risikobewertung ableiten zu können.

Um Nanopartikel vom Textil freizusetzen, hat das ITV nach umfangreichen Vorversuchen einen Testaufbau mit mechanischem Impact gewählt. Dabei wird die Freisetzung der Partikel durch eine reproduzierbare, mechanische Belastung des Prüflings initiiert, die produkt- und anwendungsabhängig gewählt werden kann.

Freigesetzte Nanopartikel werden in einem Zuluftzylinder aufgefangen, gelangen von dort in einen partikelfreien Luftraum und werden mit Hilfe eines Scanning Mobility Particle Sizer Spektrometer (SMPS) quantifiziert und identifiziert. Mit dieser Analysemethode ist das ITV in der Lage, die Partikeloberfläche der in die Lunge eingelagerten Partikel zu beziffern und mit einer Einlagerungseffizienz zu bewerten. Diese gibt die Teilchenzahl-Konzentration an und bietet einen ersten Vergleichsmaßstab gegenüber Referenzmaterialien und bestehenden Feinstaubgrenzwerten und -empfehlungen der BGIA.

Noch lange sind nicht alle Fragen geklärt. So fehlen zum Beispiel für eine Risikobewertung noch die aus toxikologischer Sicht relevanten Kennzahlen, an denen in anderen Forschungsprojekten intensiv gearbeitet wird. Unabhängig davon kann das Prüfverfahren des ITV jedoch zur Bestimmung der Partikelfreisetzung und zur Unterscheidung der Materialqualität eingesetzt werden. So lassen sich die getesteten Materialien je nach Menge der freigesetzten Partikel qualitativ bewerten. Bei einem als kritisch eingestuften Material ist die Kombination Partikelsystem, Binder und Material nicht stimmig und sollte analysiert und modifiziert werden. So stellt die Prüfmethode des ITV ein wichtiges Element zur Absicherung der Qualität bei nanofunktionalisierten Textilien dar.