Vortrag Nanotechologie von Stefan Berger, Strickhof - Papst.ch
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Stephan <strong>Berger</strong><br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
Dr. Christian d’Hondt<br />
freier Wissens<strong>ch</strong>aftler (ex Syngenta)<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
…si<strong>ch</strong> Gedanken ma<strong>ch</strong>en<br />
• Gednkenbild<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Ablauf<br />
Einleitung, allg. Informationen zum Thema<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie<br />
Stephan <strong>Berger</strong>, <strong>Strickhof</strong>/SVLT<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie im Agribusiness:<br />
Chancen und Potential<br />
Dr. Christian d‘Hondt, freier<br />
Wissens<strong>ch</strong>aftler (ex Syngenta, Leiter<br />
Globale Produkte-Umweltsi<strong>ch</strong>erheit)<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Diskussion Risiko?‘“ / <strong>Berger</strong> Apéro Stephan
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Ablauf<br />
• Einleitung<br />
– Was ist „Nano“?<br />
– Was heisst „Nano“?<br />
– Wie funktioniert diese Te<strong>ch</strong>nologie?<br />
• <strong>Nanote<strong>ch</strong>ologie</strong><br />
– im Alltag<br />
– Nano-Food<br />
– in der Landwirts<strong>ch</strong>aft<br />
• Risiken dieser Te<strong>ch</strong>nologie<br />
• S<strong>ch</strong>lussfolgerungen<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Einführung<br />
• Wissens<strong>ch</strong>aft, wel<strong>ch</strong>e no<strong>ch</strong> ni<strong>ch</strong>t strikt definiert ist!<br />
• Sammelbegriff für eine breite Auswahl <strong>von</strong><br />
Te<strong>ch</strong>nologien, die si<strong>ch</strong> der Erfors<strong>ch</strong>ung,<br />
Bearbeitung und Produktion <strong>von</strong> Gegenständen<br />
und Strukturen widmen, die kleiner als 100<br />
Nanometer sind.<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Einleitung<br />
• Beispiele <strong>von</strong> Anwendungsberei<strong>ch</strong>en:<br />
– Fors<strong>ch</strong>ung (Bau <strong>von</strong> Solarzellen und<br />
Spei<strong>ch</strong>erorgane)<br />
– Kosmetik<br />
– Medizin<br />
– Baugewerbe<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Einleitung<br />
• Anwendungsberei<strong>ch</strong>e in der<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft und Ernährung<br />
• Gesundheitszustand dur<strong>ch</strong><br />
Nahrungsmittel verbessern<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Was heisst „Nano“?<br />
• (Nano = Zwerg)<br />
• 1 Nanometer (nm) = 10 -9 m<br />
1 nm ist 0.000000001 m – oder ein<br />
Milliardstel eines Meters.<br />
• Nanote<strong>ch</strong>nologie befasst si<strong>ch</strong> mit<br />
Partikeln <strong>von</strong> 1-100 nm<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Was heisst „Nano“?<br />
• Verhältnis der Erde zum Apfel ist<br />
glei<strong>ch</strong> wie das Verhältnis vom Apfel zu<br />
Nanostrukturen!<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
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Was heisst „Nano“?<br />
c<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Was heisst „Nano“?<br />
• Ein Nano ist ca. 20‘000 mal dünner als<br />
ein mens<strong>ch</strong>li<strong>ch</strong>es Haar!<br />
• Ziel:<br />
– Herstellung neuer Materialien, Te<strong>ch</strong>niken,<br />
Systemen mit neuen Eigens<strong>ch</strong>aften<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Wie funktioniert das??<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Wie funktioniert das??<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Wie funktioniert das??<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
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Wie funktioniert das??<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
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Fazit vom Beispiel<br />
• Ma<strong>ch</strong>t man Gegenstände aus einem<br />
bestimmten Material kleiner und<br />
kleiner, können si<strong>ch</strong> die Eigens<strong>ch</strong>aften<br />
radikal ändern.<br />
• Je kleiner desto anders!<br />
… am Beispiel Hauts<strong>ch</strong>utz<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
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<strong>Berger</strong> Stephan
..am Beispiel Aluminium und Gold<br />
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..am Beispiel Gold und Aluminium<br />
• Aluminium als Getränkedose ist<br />
harmlos<br />
– produziert man Aluminium als<br />
nanometergrosse Partikel wird ein<br />
explosiver Stoff daraus<br />
• ein Ehering aus Gold ist gelb<br />
– Nanopartikel aus Gold sind aber rot<br />
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..am Beispiel Farbe<br />
Dur<strong>ch</strong>messer 2.5 nm = grün<br />
Dur<strong>ch</strong>messer 5 nm = rot<br />
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Zahl der Atome an der<br />
Oberflä<strong>ch</strong>e nimmt mit<br />
abnehmendem Dur<strong>ch</strong>messer<br />
stark zu!<br />
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Nanostrukturen<br />
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Nanokapseln mit Nano<strong>ch</strong>ip<br />
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Buckyball<br />
• Transport <strong>von</strong> Wirkstoffen zum Zielort,<br />
Anwendungen:<br />
– Sonnencrème<br />
– Medizin<br />
– geplant ist au<strong>ch</strong> der Einsatz in<br />
Solarzellen mit hohem Wirkungsgrad<br />
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Nanokapseln<br />
• Träger <strong>von</strong> Wirkstoffen (z.B. Insulin),<br />
Anwendungen:<br />
– Pflanzens<strong>ch</strong>utz:<br />
• eingebettete Nanoemulsion, wel<strong>ch</strong>e<br />
Zellmembranen dur<strong>ch</strong>dringen können<br />
• mit integrierten Nano<strong>ch</strong>ips ist eine<br />
Kommunikation (Pflanze-Computer) mögli<strong>ch</strong><br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
<strong>Strickhof</strong> / SVLT<br />
<strong>Berger</strong> Stephan
Nanote<strong>ch</strong>nologie (n)<br />
• Rasterkraftmikroskop<br />
• Makro-, Mikro-, Nanowelt<br />
• Aus sehr kleinen Teil<strong>ch</strong>en werden in<br />
der Mühle winzig kleine Teil<strong>ch</strong>en,<br />
spri<strong>ch</strong> Nanoteil<strong>ch</strong>en<br />
• Ho<strong>ch</strong>druck, Stromstoss, Laserblitz<br />
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Natur ma<strong>ch</strong>t es vor!<br />
• Nanopartikel auf natürli<strong>ch</strong>e Weise<br />
– (Wasser, Luft) sind überall um uns herum<br />
• Nanopartikel werden heute bewusst<br />
aus nanoskaligen Stoffen hergestellt<br />
(synthetis<strong>ch</strong>e Herstellung)<br />
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Nano im Alltag<br />
Beispiele Versiegelungen<br />
• verbreitet sind Versiegelungen auf<br />
Gebrau<strong>ch</strong>sgegenständen<br />
– Selbstreinigende Fenster,<br />
Gebäudefassaden, Autolacke<br />
– Wasser perlt ab und S<strong>ch</strong>mutz kann ni<strong>ch</strong>t<br />
haften<br />
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Nano im Alltag<br />
Beispiele Verbundwerkstoffe<br />
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Nano im Alltag<br />
• Krawatte<br />
• Textilien, allg. Materialien<br />
– antibakteriell, geru<strong>ch</strong>frei<br />
• Vitamine in Nanopartikelgrösse<br />
– wenn sie klein sind resultiert eine<br />
grössere Oberflä<strong>ch</strong>e, lösen si<strong>ch</strong> besser<br />
auf und sind effektiver<br />
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Nanote<strong>ch</strong>nologie in der<br />
Lebensmittelindustrie, Nano-Food<br />
• Stills<strong>ch</strong>weigende Anwendungsformen<br />
– um Vorteile gegenüber der Konkurrenz<br />
beizubehalten<br />
– um Konsumenten/innen ni<strong>ch</strong>t zu<br />
verunsi<strong>ch</strong>ern<br />
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Nanote<strong>ch</strong>nologie in der<br />
Lebensmittelindustrie, Nano-Food<br />
…. wird wenig kommuniziert<br />
– Lebensmittelzusatzstoffe<br />
• Haltbarkeit, Ges<strong>ch</strong>mack, Aussehen<br />
– Nahrungsergänzungsmittel<br />
• Wirk- und Nährstoffe<br />
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<strong>Berger</strong> Stephan
Nanote<strong>ch</strong>nologie in der<br />
Lebensmittelindustrie, Nano-Food<br />
• Produkt:<br />
– die Haltbarkeit verlängern<br />
– Qualität verbessern, gesündere<br />
Lebensmittel<br />
– USA: hau<strong>ch</strong>dünne Nanoüberzüge auf<br />
Lebensmitteln<br />
• S<strong>ch</strong>utz vor äusseren Einflüssen jegli<strong>ch</strong>er Art<br />
• Haltbarkeit verlängern<br />
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<strong>Berger</strong> Stephan
Nanote<strong>ch</strong>nologie in der<br />
Lebensmittelindustrie, Nano-Food<br />
• Verpackung:<br />
– mit eingearbeiteten Nanopartikel<br />
• Haltbarkeit verlängern<br />
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Nanote<strong>ch</strong>nologie in der<br />
Lebensmittelindustrie, Nano-Food<br />
• Verpackung:<br />
– die kommunizieren (intelligente<br />
Packungen)<br />
• we<strong>ch</strong>seln die Farbe, wenn Inhalt verdorben<br />
ist<br />
– si<strong>ch</strong>ere Verpackungen (strapazierfähiger)<br />
• Ziel:<br />
– die Haltbarkeit verlängern<br />
– Qualität halten<br />
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Anwendung der NT in der<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft<br />
• Materialien, für starke, aber lei<strong>ch</strong>tgewi<strong>ch</strong>tige<br />
Konstruktionen<br />
….. zu teuer?!<br />
• Produktionsmittel<br />
– Pflanzens<strong>ch</strong>utzmittel<br />
– Bodenverdi<strong>ch</strong>ter gegen Erosionen<br />
– Dünger<br />
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NANO-Pestizide<br />
• Vorteile:<br />
– reduzierter Gebrau<strong>ch</strong> <strong>von</strong> traditionellen<br />
Pestiziden<br />
– Bessere Verteilung, Verni<strong>ch</strong>tungskapazität<br />
– Besser wasserlösli<strong>ch</strong><br />
– Langanhaltende Wirkung<br />
– Direkt in die Zelle – keine Auswas<strong>ch</strong>ung<br />
– Magnetis<strong>ch</strong> gesteuerte Kapseln aus der Ferne<br />
kontrollierbar<br />
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Anwendung der NT in der<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft<br />
• Überwa<strong>ch</strong>ung und Steuerung mittels Sensoren<br />
c<br />
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Anwendung der NT in der<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft<br />
• Ungeahnte Mögli<strong>ch</strong>keiten in<br />
Pflanzenbau und Tierhaltung:<br />
– Pflanzens<strong>ch</strong>utz<br />
– Düngete<strong>ch</strong>nik<br />
– Herdenüberwa<strong>ch</strong>ung: Krankendiagnostik,<br />
Behandlung<br />
– Bodenbewirts<strong>ch</strong>aftung…<br />
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Anwendung der NT in der<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft<br />
• „Smart-Dust“ = intelligenter Staub<br />
• Beispiel Getreide:<br />
– Stickstoffgabe (Nanokapslen)<br />
– Smart-Dust regelt Verbrau<strong>ch</strong> punktuell<br />
• Sensoren messen Chlorophyll<br />
• Stickstoffdosierung im Optimum<br />
• Ziel der Fors<strong>ch</strong>ungsprojekte:<br />
– teure Produktionsmittel im Optimum<br />
einsetzen<br />
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Risiken<br />
– Partikel können bis in die Lungebläs<strong>ch</strong>en<br />
vordringen und si<strong>ch</strong> über den<br />
Blutkreislauf in allen Organen anrei<strong>ch</strong>ern<br />
– kleinere Partikel können allenfalls dur<strong>ch</strong><br />
die Haut aufgenommen werden<br />
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Risiken<br />
• Lebensmittel<br />
Natur<br />
• Langfristige Folgen sind ni<strong>ch</strong>t<br />
bekannt!!<br />
• Nebenwirkungen auf<br />
Mens<strong>ch</strong> – Umwelt – Lebensraum<br />
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Akzeptanz der Öffentli<strong>ch</strong>keit?<br />
• Bevölkerung weiss wenig über NT<br />
– NT wird kritis<strong>ch</strong> wahrgenommen, aber ni<strong>ch</strong>t<br />
grundsätzli<strong>ch</strong> abgelehnt (vor allem Medizin)<br />
• Vorbehalte für NT im Lebensmittelberei<strong>ch</strong><br />
– Forderung na<strong>ch</strong> einer Produktedeklaration<br />
(Konsument kann selbst mit Risiko umgehen)<br />
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Produktdeklaration<br />
• Fors<strong>ch</strong>ung und Entwicklung<br />
• Industrie<br />
– Sie gehen da<strong>von</strong> aus, dass der Begriff<br />
„Nano“ in der Bevölkerung negative<br />
Assoziationen auslöst<br />
– Sie wüns<strong>ch</strong>en Selbstkontrolle<br />
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Aktionsplan<br />
• Umsetzung Aktionsplan<br />
– z.B. Vorsorgeraster<br />
• Si<strong>ch</strong>erheitsraster<br />
– Wegleitung für Industrie und<br />
Konsumenten zum Umgang mit<br />
Nanomaterialien<br />
• Moratorium in einigen Ländern für<br />
Nanomaterialien S<strong>ch</strong>weiz<br />
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S<strong>ch</strong>lussfolgerungen<br />
• Anwendungen<br />
– sind no<strong>ch</strong> in den Anfängen oder erst als<br />
Konzepte vorhanden, deren Nutzen in der Praxis<br />
no<strong>ch</strong> na<strong>ch</strong>zuweisen ist<br />
• Zweifellos werden die Nanote<strong>ch</strong>nologien die<br />
Landwirts<strong>ch</strong>aft beeinflussen<br />
• Ständig neue Entwicklungen in den<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologien<br />
– neue Erkenntnisse ….. neue Mögli<strong>ch</strong>keiten für<br />
Anwendungen im Agrarberei<strong>ch</strong><br />
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Bedeutung der Nanote<strong>ch</strong>nologie für die<br />
Bauern<br />
• Dringend gefragt:<br />
– harmonisierte Definition<br />
– wirksame Regelungen, die mögli<strong>ch</strong>e<br />
Risiken hinrei<strong>ch</strong>end si<strong>ch</strong>er auss<strong>ch</strong>liessen<br />
• Nano in der Lebensmittelindustrie<br />
– Deklaration<br />
– „Nano-free“ – Produkte<br />
…Aufs<strong>ch</strong>wung regionaler Produkte<br />
Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
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Nanote<strong>ch</strong>nologie: „Kleine Strukturen - grosses Risiko?‘“<br />
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<strong>Berger</strong> Stephan
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