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Forschung zu Nanotechnologien

Wie sind Nanoteilchen beschaffen und welche Eigenschaften haben sie? Wie und in welchen Bereichen können sie eingesetzt werden und was bewirken sie dort? Welche unerwünschten Wirkungen und Gefahren gehen von Nanomaterialien aus?

Diesen Fragen widmen sich die unterschiedlichsten Institute, Organisationen und Unternehmen. Sie müssen dabei mit einer enormen Stoffvielfalt und einem schwer überschaubaren Anwendungsspektrum der Stoff-Zwerge zurechtkommen.

Die Schwerpunkte der Nanoforschung drehen sich vor allem darum, Erkenntnisse zu möglichen Risiken und Sicherheitsaspekten zu gewinnen sowie Einsatzgebiete und Anwendungsmöglichkeiten zu untersuchen.

Sicherheits- und Risikoforschung

Sie setzt sich mit vielfältigen Fragen zur Sicherheit von Nanotechnologien und ihren Anwendungen auseinander. Sie versucht, zu gesicherten Daten zu kommen, mit denen ein verantwortungsbewusstes Risikomanagement möglich ist. Es umfasst alle Aspekte der Arbeitssicherheit bei Herstellung, Be- und Verarbeitung von Nano-Materialien sowie Fragen der Produktsicherheit bei der Nutzung und Entsorgung nanotechnologischer Produkte.

Das dient letztlich dem Ziel, Mensch und Umwelt vor Schäden zu bewahren. Mehr dazu erfahren Sie in dem Beitrag Sicherheitsforschung.

Anwendungs- und Innovationsforschung

Sie will herausfinden, in welchen Produkten und bei welchen Verfahren Nanomaterialien eingesetzt werden können. Sie sollen dazu beitragen, Produkte und Anwendungen zu verbessern, weiterzuentwickeln oder neu zu erschaffen. Dabei ist der gesamte Weg von der Herstellung der Stoffe bis zur Nutzung in Produkten zu betrachten und umfassend zu erproben.

Da Nanomaterialien inzwischen in fast allen Industriezweigen eingesetzt werden, ist die Zahl der Forschungsfelder und konkreten Projekte riesig. Das Spektrum von natur-, medizin- und ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen ist über viele Disziplinen hinweg breit gefächert. Es reicht von antibakteriellen Zusätzen in Wandfarben, Beschichtungen oder Textilien über wasserabweisende, kratzfeste Autolacke und die Nutzung von Wasserstoff als alternativem Kraftstoff bis hin zu Nanopartikeln in der Krebstherapie, bei Wundauflagen, in optischen Spezialgläsern und besonders leistungsfähigen Batterien.

Das Potential und die Möglichkeiten der Nanotechnologien sind enorm, ihr Anwendungsspektrum wächst rasant. Das ist eine große Herausforderung für die Sicherheits- und Risikoforschung, die kaum mit den neuen Entwicklungen Schritt halten kann.

Wer zu Nanotechnologien forscht

Mit der Erforschung der Nanoteilchen, ihrer Verwendung und ihren Wirkungen sind Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Wirtschaftsunternehmen, politische Institutionen sowie Umwelt- und Verbraucherschutzorganisationen befasst.

Sie haben unterschiedliche Motive, verfolgen voneinander abweichende Ziele und beleuchten daher auch verschiedene Aspekte: Von grundlegenden Erkenntnissen über die Eigenschaften der Partikel, über ihre Anwendungsmöglichkeiten bis hin zu Konsequenzen in Bezug auf Umwelt und Gesundheit. Mit ihren Ergebnissen und deren Interpretation erweitern sie ständig den bisherigen Erkenntnisstand.

Mehr Informationen zur Nanoforschung haben wir hier für Sie zusammengestellt:

[+] Forschungseinrichtungen

Wichtigste Akteure der Grundlagenforschung sind die von Bund und Ländern getragene Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und weitere staatlich (teil)finanzierte Forschungseinrichtungen. Dazu gehören die Institute der Max-Planck-Gesellschaft, der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, der Leibniz-Gemeinschaft und der Fraunhofer-Gesellschaft. Hier wird sowohl im öffentlichen Auftrag als auch für die Industrie Anwendungsforschung betrieben.

Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung fördert Forschungsprojekte ihrer Mitglieder und anderer Stellen zu den Themen Prävention, Berufskrankheiten und Rehabilitation.

Die Technischen Hochschulen und Fachhochschulen sind ebenfalls maßgeblich daran beteiligt, grundlegende wissenschaftliche Erkenntnisse zu entwickeln und zu erarbeiten. In der Linksammlung finden Sie unter „8. (Weiter-) Bildung – Nano lernen“ eine beispielhafte Zusammenstellung von Universitäten, die zu Nanotechnologien lehren und forschen.

[+] Forschungsprogramme

Staatliche Einrichtungen gehören neben Unternehmen zu den wichtigsten Auftraggebern für die Nano-Forschung. Um die Leistungsfähigkeit der deutschen Wirtschaft zu bewahren und sie international wettbewerbsfähig zu halten, fördert die Bundesregierung die Forschung und Entwicklung von neuen Technologien, zu denen auch die Nanotechnologien zählen, im Rahmen der Hightech-Strategie. Übergeordnete Themen sind hier beispielsweise Digitale Wirtschaft und Gesellschaft, Nachhaltiges Wirtschaften und Energie, Gesundes Leben sowie Intelligente Mobilität.

Die Forschungsprogramme des Bundes mit ihren unterschiedlichen Schwerpunkten sind bei den jeweiligen Bundesministerien angesiedelt und umfassen zahlreiche Bereiche, z. B. Risiko- und Sicherheitsforschung, Gesundheitsforschung, Materialforschung, Nachhaltige Entwicklungen, Bioökonomie, Elektromobilität, Energieforschung und Kommunikationstechnologien.

Viele Erkenntnisse aus der Forschung werden benötigt, um gesetzliche Regelungen für den Umgang mit den winzigen Partikeln treffen zu können. Neben den Bundesministerien sind zahlreiche nachgeordnete Einrichtungen wie die Bundesbehörden in die Ausgestaltung und Kontrolle der Nanoforschung einbezogen.

[+] Ressortforschung

Die zuständigen Bundesbehörden sorgen mit ihren Forschungsaktivitäten dafür, dass Nanomaterialien in den verschiedenen Bereichen sicher und umweltverträglich entwickelt, angewendet und entsorgt werden. Mit ihren wissenschaftlichen Erkenntnissen liefern sie außerdem die Grundlagen für politische Entscheidungen und regulatorische Maßnahmen.

Zu Nanotechnologien forschen und arbeiten die Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA), das Umweltbundesamt (UBA), das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), das Max Rubner-Institut (MRI), die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), das Paul-Ehrlich-Institut (PEI) und das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte (BfArM).

Einige der Institutionen verfolgen die gemeinsame Forschungsstrategie „Nanomaterialien und andere innovative Werkstoffe: anwendungssicher und umweltverträglich“, um die Sicherheit der Materialien für Verbraucher und Umwelt zu verbessern.

[+] Unternehmen und Industrieverbände

Unternehmen und Industrieverbände sind sowohl Akteure als auch Auftraggeber in Sachen Nano-Forschung. Sie sind auf der Suche nach neuen Materialien, Anwendungen oder Eigenschaften für ihre Produkte. Außerdem haben sie ein Interesse an verbesserten Herstellungsverfahren oder auch Dienstleistungen, die sie anbieten können. Sie hoffen, mit Hilfe der Nanotechnologien ihre Position im Wettbewerb stärken zu können.

Dazu werden entweder eigene Forschungsabteilungen aufgebaut oder aber Aufträge an externe Forschungsdienstleister vergeben. Neben der Nano-Anwendungsforschung interessiert sich die Industrie zunehmend für Sicherheits- und Umweltaspekte, die mit den Nanopartikeln in Zusammenhang stehen.

Rund 1100 Unternehmen in Deutschland forschen und entwickeln im Bereich der Nanotechnologien und setzen sie bei ihren Produkten sowie Dienstleistungen ein. Der Anteil von klein- und mittelständischen Unternehmen (KMU) liegt hier bei etwa 75 Prozent. Verschiedene Programme des Bundeswirtschaftsministeriums fördern daher gezielt die Forschung und Entwicklung von Nanotechnologien bei diesen Unternehmen.

[+] Nichtregierungsorganisationen

Verbraucher-, Umweltschutz- und andere Nichtregierungsorganisationen hinterfragen Forschungsmethoden und -ergebnisse der Nanotechnologien vor allem in Bezug auf mögliche Risiken.

[+] Bundesweite Akteure finden

Mithilfe der Nano-Karten des Bundesforschungsministeriums können Interessierte sowohl bundesweit als auch in den einzelnen Ländern nach Forschungsinstituten, Universitäten und Fachhochschulen, Großunternehmen, KMU und Netzwerken suchen, die zu Nanotechnologien forschen und arbeiten.

Sie gehören zu den Kompetenzkarten, die über die Forschung, Anwendung und Lehre zu neuen Technologien und Werkstoffen informieren.

Mehr Informationen über Akteure und Forschungsschwerpunkte bietet der Aktionsplan Nanotechnologie 2020 der Bundesregierung.

Nähere Informationen zur anwendungsorientierten Forschung in Baden-Württemberg gibt es beim Clusterportal Baden-Württemberg und beim Netzwerk Nanomaterialien.

[+] Forschungen auf EU-Ebene

Informationen über EU-weite Nanoforschung bietet die Europäische Beobachtungsstelle für Nanomaterialien (Nano Observatory, EUON).

Mehr über die Nano-Projekte von Horizon 2020, dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der Europäischen Kommission, erfahren Sie in dem Nano-Trust-Dossier „Environment, Health und Safety Forschungsprojekte in Horizon 2020“ des Institutes für Technikfolgen-Abschätzung (ITA) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.

Die Gemeinsame Forschungsstelle (Joint Research Centre, JRC) der Europäischen Kommission hat die Aufgabe, die Politik mit unabhängigen wissenschaftliche Erkenntnissen und Beratung zu unterstützen. So schafft sie die Grundlage für politische Entscheidungen, mit denen die Gesundheit und Sicherheit von Verbrauchern sichergestellt werden sollen.

Mehr über die Arbeit des JRC erfahren Sie in dem Interview mit Dr. Elke Anklam, die dort als Hauptberaterin für den Bereich Life Science (Lebens- bzw. Biowissenschaften) tätig ist.

[+] Risikokommunikation

Sie ist Bestandteil von vielen staatlichen Forschungsinitiativen und hat das Ziel, den Austausch zu neuen Technologien wie den Nanotechnologjen zu fördern und verschiedene Akteure wie Forschung, Wissenschaft, Anwender und Verbraucher zusammenbringen.

In Bürger- und Stakeholder-Dialogen, über Internetplattformen und Verbraucherkonferenzen werden der gegenwärtige Stand der Forschung zu möglichen Umwelt- und Gesundheitsrisiken sowie zu den Potentialen von Nanotechnologien der Öffentlichkeit zugänglich gemacht und offene Fragen diskutiert.

Der NanoDialog der Bundesregierung ist beim Bundesumweltministerium angesiedelt und besteht seit 2006. Sein Ziel ist, den kontinuierlichen Austausch mit den verschiedenen Interessengruppen aus Nicht-Regierungsorganisationen, Industrie, Wissenschaft und Behörden auf Bundes- und Landesebene zu ermöglichen. Dabei geht es um wissenschaftliche und technische Erkenntnisse sowie auch um Chancen und Risiken im Bereich der Nanotechnologien.

Der Nano-Dialog Baden-Württemberg ist ein Beispiel für einen Austausch, bei dem die Perspektiven und Interessen der Verbraucher im Mittelpunkt stehen. Mit Expertenworkshops, Studien, einem Verbraucherkongress und dem Nano-Portal Baden-Württemberg wird die regelmäßige Kommunikation mit vielen verschiedenen Akteuren im Themenfeld der Nanotechnologien gefördert.