Nanotechnologie

Nanomaterial: Winzig klein, doch von großer Bedeutung. Foto: dpa

Für die einen bedeuten sie das Ende der Welt – andere glauben daran, dass sie unser Leben revolutionieren werden. Die Nanotechnologie, auch die Wissenschaft der Kleinstteilchen genannt, birgt zahlreiche Chancen und Gefahren.

Zusammenfassung 

In der Nanotechnologie wird Material von kleinster Größe untersucht und verwendet: ein Nanometer entspricht einem Millionstel Millimeter. Ein einziges menschliches Haar ist bereits 80 000 Nanometer breit. Die Nanotechnologie wird im gesamten Wissenschaftsspektrum angewendet, darunter Medizin, Physik, Maschinenbau und Chemie, und kann deshalb keinem bestimmten Bereich zugeordnet werden. Nano-Substanzen sind bereits in Sonnencremes enthalten, um die UV-Strahlung abzuwehren, Nano-Keramik wird als Knochenersatzmittel verwendet.

Die Nanotechnologie, die als ‚neue industrielle Revolution’ bezeichnet wird, hat das Potenzial, in allen Aspekten der Gesellschaft bedeutende Veränderungen mit sich zu bringen. Ihre Verwendung könnte besonders in den Bereichen Umwelt, Kommunikation, Gesundheit und Produktion sehr nützlich werden. Befürworter dieser Ansicht meinen, dass mit ihrer Hilfe sauberere, sicherere und wettbewerbsfähigere Produktionsverfahren entwickelt und intelligentere, haltbarere und anwenderfreundlichere Produkte hergestellt werden könnten. So können dreierlei nachhaltige Lösungen enstehen: die Ankurbelung des Wirtschaftswachstum, Umweltschutz und die Erhöhung der Sicherheit und Lebensqualität der europäischen Bürger. 

Vorsicht ist geboten

Zugleich warnen Kritiker vor Gefahren. Terroristen könnten Waffen auf Basis von Nanotechnologie verwenden oder die Biosphäre könne von außer Kontrolle geratenen Robotern zerstört werden (Grau-Schmiere-Szenario).

Obgleich es keine direkten Beweise für eine solche Gefahr gibt, sind sich die Entscheidungsträger darin einig, dass es sehr wichtig ist, zu informieren. Anschließend müsse über die Sicherheit von Produkten im Nanobereich  diskutieren werden, um so die Unterstützung der Öffentlichkeit zu erlangen.

Große Chance für Europa

Die Europäische Strategie für Nanotechnologie wurde 2004 angenommen, um die europäische FuE im Bereich Nanotechnologie anzukurbeln und den Technologietransfer zu verbessern. Forschungsergebnisse sollen damit zu kommerziell verwertbaren Produkten weiterentwickelt werden können. Eine öffentliche Konsultation zu der Strategie ergab, dass unter den Interessenvertretern ein starker Konsens herrscht. Die Nanotechnologie werde in den nächsten zehn Jahren bedeutende Auswirkungen auf die europäische Wirtschaft und Europas Bürger haben (siehe EURACTIV vom 12. Januar 2005). 

Kernfragen:

Im Juni 2005 wurde ein  Aktionsplan für Europa 2005-2009 angenommen. Darin werden Maßnahmen festgelegt, „die die prioritären Bereiche einer sicheren, integrierten und verantwortungsvollen N&N-Strategie unmittelbar umsetzen". Ziele des Plans sind die Unterstützung der kommerziellen Auswertung der Forschung zur Nanotechnologie in der Wirtschaft, die Arbeit an gemeinsamen Standards und die Integration der Risikobeurteilung für die menschliche Gesundheit und die Umwelt in alle Phasen des Lebenszyklus der Nanotechnologie. 

"Zwar lassen sich die quantitativen Indikatoren für den Zeitraum 2005-2007 nicht alle ohne weiteres zusammentragen, doch sind die positiven Auswirkungen dennoch sichtbar", erklärte die Kommission in ihrem ersten Durchführungsbericht über den Aktionsplan für Europa 2005-2009 für Nanowissenschaften und Nanotechnologien, der im September 2007 veröffentlicht wurde.

Mehr Geld für die Forschung

Erste Beobachtungen zeigen, dass die Gemeinschaftsfinanzierung für die Erforschung der Nanotechnologie deutlich zugenommen hat. Wurden im RP4 noch 120 Millionen Euro zur Verfügung gestellt, stieg die Summe für die Finanzierung der Nanowissenschaften und Nanotechnologien (N&N) im RP6 (2002-2006) auf 1,4 Milliarden Euro an. Unter dem RP7 (2007-2013) sind rund 3,5 Milliarden Euro für die N&N vorgesehen.

Die Kommission sei bei der Unterstützung der Entwicklung der Nanotechnologie de facto zum größten öffentlichen Geldgeber weltweit geworden, meinte Renzo Tomellini, Abteilungsleiter Nanowissenschaften und Nanotechnologie in der Generaldirektion Forschung der Europäischen Kommission. Der Beitrag der Kommission entspreche einem Drittel der gesamten öffentlichen Ausgaben für Nanotechnologie in Europa, fügte er hinzu.

Zudem sollen die Patentanmeldungen, die aus RP6-Projekten zur Nanotechnologie resultierten, sich in den ersten beiden Jahren des Rahmenprogramms mehr als verdoppelt haben.

Der Bericht zeigt außerdem, dass seit 1998 gut 28 Millionen Euro an Projekte gegangen sind, die sich ausdrücklich mit der Erforschung der potenziellen Auswirkungen von Nanotechnologien auf die Gesundheit und die Umwelt beschäftigten. Die Sicherheitsforschung soll "im 7. RP erheblich ausgeweitet [werden], sowohl vom Umfang als auch von der Reichweite her".

Strenge Kontrolle ist nötig

Der Kommission zufolge wird der Normung im Bereich N&N „große Bedeutung“ zukommen. Sie hat den europäischen Normungsorganisationen CEN, CENELEC und ETSI das Mandat für die Entwicklung eines Normungsprogramms für Nanotechnologien erteilt. Dieses „sollte der Notwendigkeit einer Überarbeitung geltender Normen oder der Ausarbeitung neuer Normen bezüglich Gesundheit, Sicherheit und Umweltschutz Rechnung tragen“ [siehe Bericht der europäischen Normungsorganisationen].

Im Juni 2008 veröffentlichte die Kommission eine Mitteilung über Regelungsaspekte bei Nanomaterialien. Eine Überprüfung der Rechtsvorschriften in Bezug auf die Auswirkungen von Nanomaterialien auf die Bereiche Gesundheit, Sicherheit und Umwelt werden darin gefordert. Die Überprüfung ergab, dass die derzeitigen Rechtsvorschriften der EU „im Allgemeinen die von Nanomaterialien ausgehenden möglichen Gefahren für Gesundheit, Sicherheit und Umwelt“ abdecken. „Aufgrund neuer Informationen" könnte  „eine Anpassung der derzeitigen Rechtsvorschriften notwendig werden“.

EU-Gesetzgebung im Überblick:

In der EU-Gesetzgebung wir das Thema Nanotechnologie in folgenden Bereichen berührt:

  • Chemikalien, insbesondere diejenigen, die durch REACH erfasst werden, das konkrete Vorschriften für die Herstellung und Genehmigung für das Inverkehrbringen der Substanzen aufstellt; 
  • Gesundheit und Sicherheit von Arbeitnehmern; 
  • Produktanforderungen für die Gesundheit und Sicherheit von Arbeitnehmern und Verbrauchern sowie für den Umweltschutz:  
    • Produktgruppen: Pflanzenschutzmittel, Biozide, Richtlinien des neuen Konzepts, Kosmetika, Aerosolbehälter, Arzneimittel und Autos; 
    • Lebensmittelgesetzgebung: allgemeines Lebensmittelrecht, neuartige Lebensmittel, Materialien, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, Lebensmittelzusatzstoffe, Nahrungsergänzungsmittel, Vorschriften für Futtermittel; 
    • Richtlinie über die allgemeine Produktsicherheit von Verbrauchsartikeln, die nicht durch konkrete Regelungen abgedeckt werden und 
  • Umwelt: Richtlinien über die Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IPPC), schwere Unfälle (Seveso II-Richtlinie), Wasser, Abfall, Luftqualität, Bodenschutz und Umwelthaftung. 

Die EU-Kommission hat zudem eine Empfehlung für einen Verhaltenskodex für verantwortungsvolle Forschung im Bereich der Nanowissenschaften und -technologien angenommen. Darin ruft sie die Mitgliedstaaten dazu auf, bei der Forschung in der Nanowissenschaft das Vorsorgeprinzip zu beachten. Dadurch sollen nicht nur die Forscher, sondern auch andere Berufsgruppen, Verbraucher, Bürger und die Umwelt geschützt werden.

Die zukünftigen Herausforderungen für die N&N sind laut Kommission die folgenden: die Verfügbarkeit interdisziplinärer Exzellenzinfrastrukturen, eine kritische Masse, angemessene Bedingungen für eine sichere und effiziente Nutzung der Nanotechnologie, das Verständnis aller Forscher ihrer Verantwortung in einem ethischen Rahmen, geringe Investitionen des privaten Sektors in Forschung und industrielle Innovation sowie eine Verdoppelung der Forschungsprojekte in den einzelnen Mitgliedstaaten.

Positionen:

Die öffentliche Debatte zur Nanotechnologie hat 2003 so richtig begonnen, als mehrere Artikel und Veröffentlichungen die Vorteile und Risiken der neuen Technologie behandelten.

Im Januar 2003 veröffentlichte die kanadische Umweltorganisation Action Group on Erosion, Technology and Concentration (ETC) einen Bericht über Nanotechnologien und ihre potenziellen Auswirkungen auf die Gesellschaft. Der Bericht trug den Titel ‚The Big Down’ (Das große Kleine). ETC rekapituliert die Auswirkungen, Risiken und wichtigsten Akteure auf dem Gebiet der Nanotechnologie und gibt Empfehlungen an die Politik weiter. Dabei glaubt die ETC fest an die Gefahren des so genannten ‚grey goo scenario’ („Graue-Schmiere-Szenario “)) und warnt, dass die Massenherstellung einzigartiger Nanomaterialien und selbstreplizierender Nano-Roboter in Zukunft unkalkulierbare Risiken bergen würde. Die Atomtechnologie [Nanotechnologie] könnte auch zur Entwicklung und Zusammensetzung neuer Elemente und die Vervielfältigung von Massenvernichtungswaffen führen.

Im Februar 2003 veröffentlichte die Univerität Toronto einen Artikel mit dem Titel ‚Mind the gap: science and ethics in nanotechnology’ (Achtung Lücke: Wissenschaft und Ethik in der Nanotechnologie). Sie will damit auf die fehlende Erforschung der ethischen, rechtlichen und sozialen Folgen der Nanotechnologie hinweisen. Obwohl die Wissenschaft Fortschritte erziele, bleibe die Ethik auf der Strecke, wird in der Studie gewarnt. Es bestehe die Gefahr, dass die Nanotechnologie außer Kontrolle gerate, wenn die Untersuchung der ethischen, rechtlichen und sozialen Folgen nicht mit dem wissenschaftlichen Fortschritt mithalten könne.

Ein Bericht mit dem Titel “The Social and Economic Challenges of Nanotechnology” (Die sozialen und wirtschaftlichen Herausforderungen der Nanotechnologie), der im Juli 2003 vom Economic & Social Research Council (ESRC) in Großbritannien veröffentlicht wurde, ist das Ergebnis einer Kooperation zwischen drei Wissenschaftlern aus Sheffield aus den Bereichen Sozial- und Naturwissenschaften und stellt eine Auswertung der verschiedenen Szenarien zur Verfügung. Die Wissenschaftler kommen in ihrem Bericht zu dem Schluss, dass sich die Öffentlichkeit in ihrer Debatte stärker auf mögliche langfristige Auswirkungen einer radikalen Verwendung der Nanotechnologie konzentriere, statt auf die eher banalen Anwendungen, die bisher möglich seien. Bis zum derzeitigen Zeitpunkt gebe es noch keine Ergebnisse bezüglich der praktischen Grenzen der Nanotechnologie. Dem Bericht zufolge müsse dringend geklärt werden, ob die Regulierungsmaßnahmen ausreichen werden, um mit sämtlichen Konsequenzen umzugehen.

Die Umweltstiftung Greenpeace veröffentlichte ihren Bericht ‚Future Technologies, Today’s Choices’ (Über die Technologien der Zukunft wird heute entschieden) im Juli 2003. Darin enthalten waren Informationen über Nanotechnologie, künstliche Intelligenz (KI) und Roboter. Es wurde versucht, diese neuen Technologien in ihren technischen, politischen und institutionellen Kontext zu bringen. Regierungen und Wirtschaft werden dazu aufgerufen, die damit verbundenen Herausforderungen in den Bereichen Umwelt, Medizin und Ethik genau zu überprüfen. Im Besonderen wird in dem Bericht eine Tiefenanalyse der Auswirkungen auf die Umwelt gefordert. Zudem wird betont, dass Vorzüge für die Umwelt zwar in einigen Bereichen möglich seien, eine Reihe von Verfahrensweisen, bei denen Nanopartikel freiwerden und in die Umwelt gelangen könnten, gäben aber Anlass zur Sorge. Diese könnten Greenpeace zufolge eine ganz neue Art nicht biologisch abbaubarer Schadstoffe darstellen.

Die britische Royal Society und die Royal Academy of Engineering veröffentlichte im November 2003 im Rahmen einer Studie zu den Vor- und Nachteilen der Nanotechnologie und -wissenschaft einen Bericht (von der britischen Regierung beauftragt) mit dem Titel ‚Nanotechnology: views of Scientists and Engineers’ (Nanotechnologie: Ansichten von Wissenschaftlern und Ingenieuren). Die Experten sind der Ansicht, dass die Nanotechnologie zum Nutzen von Gesundheit und Umwelt eingesetzt werden könnte. Dennoch ist ein zentraler Punkt des Berichts die Frage nach den Gesundheitsrisiken und Gefahren für die Umwelt, die durch Nanoröhren und andere Nanopartikel verursacht werden können. Die Wissenschaftler fordern deshalb die Durchführung weiterer Studien zur Bewertung dieser Gefahren. Zudem kommen die Forscher in dem Bericht zu dem Schluss, dass das Science-Fiction-Szenario von selbstreplizierenden ‚Nanorobotern’, die die Welt in ‚graue Schmiere’ verwandeln, wahrscheinlich physikalisch unmöglich sei.

Für weitere Ansichten zum Thema Nanotechnologie siehe LinksDossier über Nanotechnologie und Vertrauen der Verbraucher auf EURACTIV.com.

Hintergrund:

  • September 2007: Erster Durchführungsbericht zum Aktionsplan 2005 bis 2009 für Nanotechnologien. 
  • 7. Februar 2008: Die Kommission verabschiedet eine Empfehlung für einen Verhaltenskodex für verantwortungsvolle FuE im Bereich der Nanotechnologien. 
  • 17. Juni 2008: Die Kommission veröffentlicht eine Mitteilung über Regelungsaspekte bei Nanomaterialien. (Siehe Überprüfung von EU-Rechtsvorschriften in Bezug auf Gesundheits-, Sicherheits- und Umweltaspekte im Zusammenhang mit Nanometerialien). 
  • 25. September 2008: Die Internationale Organisation für Normung veröffentlicht ihre ersten beiden Normen für Nanotechnologie. Darin sind Definitionen (englisch) und Arbeitsschutzmaßnahmen (englisch) enthalten. 
  • 2. und 3. Oktober 2008: Nanotechnologie-"Safety for Success"-Konferenz  der EU. 
  • 14. Oktober 2008: Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit veröffentlicht ihren Entwurf einer wissenschaftlichen Stellungnahme   zu den möglichen Risiken der Verwendung von Nanotechnologie im Lebensmittelsektor. 
  • 21. bis 23. Oktober 2008Nano Risk Conference (Konferenz über die Risiken von Nanotechnologien). 
  • 2008: Die Kommission und die EU-Behörden beginnen mit der Überprüfung aktueller Dokumente, die die Umsetzung der verschiedenen Richtlinien unterstützen, auf deren Angemessenheit und Anwendbarkeit auf Nanomaterialien. 
  • April 2008: Das CEN (Europäisches Komitee für Normung), das CENELEC (Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung) und das ETSI (Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen) präsentieren ein Normungsprogramm für Nanotechnologien (siehe Mandat). 
  • 2009: Zweite Halbzeitbilanz zum EU-Aktionsplan 2005 bis 2009 für Nanotechnologien. 
  • 2011: Die Kommission wird einen Fortschrittsbericht über die Umsetzung bestehender Regelungen für Nanomaterialien vorlegen. 

 Links:

  • Regierung:
  • Europäische Union

http://copublications.greenfacts.org/de/nanotechnologien/index.htm

Kommission: Regelungsaspekte bei Nanomaterialien

Kommission: Nanotechnologie Aktionsplan 2005-2009

Kommission: Nanotechnology Homepage

Kommission: Europäische Strategie für Nanotechnologie

Kommission: First Annual nano safety for success report

Kommission: Scientific Committee on emerging an newly-identified health risks

Kommission Memo: Questions and Answers on risk assessment of nanotechnology products

EFSA ( Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit): Draft Scientific Opinion

EESC (Europäischer Wirtschafts- und Sozialausschuss): Opinion on a European strategy for nanotechnology

SCCP (Scientific Committee on Consumer Products): Safety of nanomaterials in cosmetic products

Euro-Nano-Forum 2009: Nanotechnology for Sustainable Economy

EU funded project: Nanologue

Friends of the Earth Europe: Out of the laboratory and on to our plates: nanotechnology in food and agriculture(11 March 2008)

Nano Risk Framework – a Partnership of Environmental Defense and DuPont: Nano Risk Framework (21 June 2007)

Environmental Defense press release: Environmental Defense and DuPont Launch Comprehensive Tool for Evaluating and Addressing Potential Risks of Nanoscale Materials – Nano Risk Framework to Aid in Responsible Development of Nanotechnology (21 June 2007)

Environmental Defense: Environmental Defense and DuPont: Global Nanotechnology Standards of Care Partnership (10 November 2005)

Environmental Defense: Nanotechnology

DuPont: Nanotubes

IBM Research: Nanotechnology

Científica

NanoBusiness Alliance

European Medical Technology Industry Association (Eucomed): Innovations in Medical Technology – Nanotechnology(6 October 2006)

European Chemicals Industry Council (CEFIC): Nanotechnology Experience

European Chemicals Industry Council (CEFIC) strategy group on nanomaterials and emerging technologies: Position paper on nanomaterials(Februar 2009)

  • Information

Elektronische Bibliothek: nanoword (englisch)

 Techportal: Nanotechnologie

  • Think-Tanks

Nanotechnologie-Kompetenzzentrum: "Ultradünne funktionale Schichten"

Woodrow Wilson International Center for Scholars – Project on emerging nanotechnologies: Nanotechnology’s Future Depends On Who The Public Trusts (4 February 2008)

The Royal Society and the Royal Academy of Engineering: Nanoscience and nanotechnologies: opportunities and uncertainties – Two-year review of progresson Government actions: Joint academies’ response to the Council for Science and Technology’s call for evidence (October 2006)

Woodrow Wilson International Center for Scholars: Managing the Effects of Nanotechnology(January 2006)

University of Toronto Joint Centre for Bioethics (JCB): Nanotechnology and the Developing World(April 2005)

Innovest Strategic Value Advisors press release: Nanotech benefits and potential risks: Innovest Launches Nanotech Index for the Value Investor (12 September 2005) [Report]

Particle & Fibre Toxicology: Principles for characterizing the potential human health effects from exposure to nanomaterials: elements of a screening strategy(6 October 2005) [Abstract]

http://www.nano.fraunhofer.de/

Technology Review: "Nano" Safety Recall

Scientific American: Nanotechnology Dossier

Scientific American: Nanotech: It’s Not Easy Being Green (28 July 2003)

New Scientist: Nanotechnology may create new organs (8 July 2003)

Labo – Magazin für Labortechnik

Nanotechnology Industries

Nanoxchange

Nanotechwire

Nanotechweb

Small Times

Nanotechnology Now

NanoInvestorNews

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