MEM-Modul - Swiss Nano Cube

Folien 21 bis 22
Siliziumdioxid (SiO2)
MEM-Modul / Gesamtversion
Siliziumdioxid ist ein sehr harter, gegen chemischen Angriff und Verwitterung beständiger Stoff.
In Wasser und Säuren sind die kristalline wie auch die amorphe Form des SiO2 nahezu
unlöslich.
Nano-SiO2 findet zudem wachsende Anwendung bei der Herstellung von Autoreifen. Wird dem
Reifen neben Industrieruss (carbon black) auch amorphes SiO2 als Füllstoff zugemischt,
verringert sich der Rollwiderstand des Reifens und der Spritverbrauch sinkt um bis zu fünf
Prozent. Es profitiert nicht nur der Geldbeutel, sondern auch die Umwelt durch die verringerte
Menge an ausgestossenem CO2.
Amorphes Siliziumdioxid wird seit über vier Jahrzehnten als Lebensmittelzusatzstoff mit der
Kennzeichnung E551 eingesetzt. Es kann bestimmten pulverförmigen Lebensmitteln, wie z.B.
Kochsalz, Würzmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und Trockenlebensmitteln zugesetzt
werden, um ein Verklumpen zu verhindern. Darüber hinaus ist es als Trägerstoff von
Emulgatoren, Farbstoffen und Aromen zugelassen. Gemäss der EG-Öko-Verordnung ist ein
SiO2-Zusatz auch bei Bio-Lebensmitteln erlaubt. Der menschliche Organismus kann
Siliziumdioxid weder aufnehmen noch verwerten, es wird unverändert ausgeschieden.
Hochdisperses (nanoskaliges), amorphes SiO2 ist auch in verschiedenen Erzeugnissen der
Pharmaindustrie, wie z.B. Tabletten, Zäpfchen, Gels und Cremes, enthalten. Die Eigenschaften
der zugelassenen Zusätze sind im Europäischen Arzneibuch festgeschrieben.
Weitere Anwendungsfelder amorpher Siliciumdioxid-Nanopartikel: Die Textilindustrie, wo sie
verwandt werden, um Baumwolle wasserabweisend auszustatten. In der Elektronikindustrie
werden sie als Schleifmittel eingesetzt. In Lacken und Beschichtungen können Nanopartikel zur
Erhöhung der Kratzfestigkeit und Abriebbeständigkeit eingesetzt werden. Besonders
interessant sind diese Eigenschaften für Holz- und Möbellacke, Automobilklarlacke sowie für
Industrielacke.
Folien 23 bis 25
Zinkoxid (ZnO)
Nanoskaliges Zinkoxid ist im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums transparent und wirkt als
physikalischer Filter gegen UV-B- und insbesondere UV-A Strahlen der Sonne. Die UV-Strahlen
werden dabei absorbiert und wie von kleinen Spiegeln reflektiert. Das macht den Einsatz von
Zinkoxid als physikalischen UV-Filter in Sonnenschutzmitteln interessant. Physikalische UV-
Filter werden vor allem in Sonnenschutzmitteln mit Lichtschutzfaktoren über 25 eingesetzt. Sie
sind auch für die empfindliche Haut von Kindern und Allergikern geeignet, im Gegensatz zu
chemischen UV-Filtern die teilweise Sensibilisierungen auslösen können. Chemische UV-Filter
absorbieren die UV-Strahlung oder wandeln sie in Wärme um.
Die Grösse der ZnO-Partikel, die für Sonnenschutzmittel verwandt werden, liegt zwischen 20
bis 60 nm. Die sehr kleinen ZnO-Nanopartikel werden jedoch vor der Zugabe zu den
Sonnenschutzmitteln zusätzlich mit Silicium- oder Aluminiumoxid beschichtet. Sie ballen sich
anschliessend zu Verbünden einer Grösse von 200…500 nm zusammen. Untersuchungen der
Industrie sowie unabhängige Studien, die im Rahmen des EU-Projektes Nanoderm
durchgeführt wurden, zeigten, dass diese Partikel aus Sonnenschutzprodukten nicht durch die
gesunde Haut in den Körper gelangen und somit keine gesundheitlichen Risiken für den
Verbraucher bestehen.
Da Zinkoxid-Nanopartikel sowohl UV-A / UV-B-Schutz und Transparenz aufweisen und wie
oben beschrieben eine antibakterielle Wirkung besitzen, wird es auch in Textilien, in Klarlacken
im Holz- und Möbelbereich und darüber hinaus in transparenten Kunststoffen und
Kunststofffilmen (Kunststoffgläser) eingesetzt. Diese zeichnen sich durch eine hohe
Transparenz (> 90 Prozent Transmission) im sichtbaren Spektralbereich und durch eine UV-
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