Nantechnologie - Risiko!?!?!

Das nicht alles Gold ist, was glänzt, ist ja schon lange bekannt. Und auch bei der Nanotechnologie kann diese Rendensart ruhig angewandt werden. Die Nanotechnologie ist zwar hochgelobt, doch natürlich hat sie auch Gefahren und Risiken, die man erst in letzter Zeit entdeckt:

• Nanosilber: Wie schon in meinem Post über Nanosilber erwähnt, gibt es auch hier Risiken, die im Dezember letzten Jahres in einer Studie vom BUND veröffentlicht wurden. Bei Teirversuchen wurden durch Nanosilber schwere Erbsubstanzschäden, sowie Schäden an Niere, Leber und Lunge auf. Oft wurde auch kritisiert, dass man in vielen Alltagsprosukten nicht mehr genau weiß, ob Nanosilber vorhanden ist oder nicht. Doch es wurden auch die Chancen der Nanotechnologie in Bezug auf Solarzellen erwähnt.
• In Cremes und ähnlichen Kosmetikartikeln wurde untersucht, wie tief die Nanopartikel in die Haut eindringen können. Hierbei wurde festgestellt, dass die Partikel nicht in die Haut eindringen, sondern auf der Oberfläche verteilt werden. Bei kleinen Verletzungen, könnten die Partikel dann doch eindringen, doch durch den Haarwuchs würden sie dann wieder an dei Oberfläche befördert werden. Somit besteht hier keine Gefahr der "Nanotoxikologie".
• Gefahren für die Gesundheit sind noch nicht bekannt, aber wie schon oben berichtet, hat Nanosilber bei Tierversuchen schwere Schäden hinterlassen und so warnen Experten Nanotechnologie nur als Wunder anzupreisen ohne genau zu wissen, was für Folgen ihre Nutzung hat
• Gefahr für die Umwelt stellt auch Nanosilber dar: Gelangt Nanosilber durch z.B. Wäschewaschen in das Abwasser so werden auch dort Bakterien getötet, die eigentlich das Wasser säubern sollten und später können auch z.B. in Flüssen Mikroorganismen abtöten

Somit ist im Allgemeinen Nanosilber an umstrittensten, da es auch schon in der Lebensmittelindustrie verwendet und wir auch durch andere Produkte mit ihm in Kontakt kommen. Es wird noch viel geforscht und somit ist es ziemlich schwer zu sagen, was für Risiken die Nanotechnlogie birgt. Hier sind ein paar Seiten:

• http://www.swr.de/contra/-/id=7612/nid=7612/did=5518658/1bxvgrg/index.html

• http://www.bfr.bund.de/cd/7720

• http://www.bund.net/bundnet/themen_und_projekte/nanotechnologie/nanomaterialien/nanosilber/

Die Bio-Solarzelle oder auch "Grätzelzelle"

Ich muss selber sagen: Grätzelzelle hört sich nach Husten und Halsschmerzen an, ist aber viel harmloser. Also müsst ihr euch keine Sorgen machen, wenn ihr das hier lest ;D.
Die Grätzelzelle ist nach Michael Grätzel benannt, der sie Anfang der 90-er entdeckt hat und auch das Patent für sie besitzt.
Wichtig für den Aufbau der Grätzelzelle sind Anthocyane. Diese sind rote Farbstoffe aus der Natur, z.B. aus Himbeeren oder Hibiskus. Da die Grätzelzelle die Fotosynthese simuliert, aber einige Einzelheiten des Vorgangs ausgelassen werden, eignen sich die Anthocyane besser als beispielsweise Chlorophyll. Aufgrund ihrer Vorgehensweise wird sie auch oft als organische Solarzelle bezeichnet.
Im Ganzen besteht die Zelle aus zwei aufeinanderliegenden beschichteten Glasplättchen (Negative und positive Elektrode).

• Das Glassubstrat der der negativen Elektrode ist mit Titandioxid beschichtet


• Die positive Elektrode hingegen ist mit einer leitenden TCO- Schicht bezogen, die noch mit Graphit oder Platin überzogen ist (Beide Stoffe dienen der Zelle als Katalysator)

Folgendes passiert in der Zelle, wenn sie mit Licht bestrahlt wird:

Negativ geladene Teilchen lösen sich aus dem roten Farbstoff und streben im Titandioxid direkt auf die Elektrode zu. Wenn die Elektronen ihre Energie an einem elektrischen Gerät abgegeben haben, wandern sie über eine Elektrolytlösung wieder zu den positiv geladenen Farbstoffatomen. Da der Kreislauf somit geschlossen ist, kann elektrischer Strom fließen. Für den Rücktransport der Elektronen zu den positiven Farbstoffen dient die Platin- oder Graphitschicht als Beschleuniger (Katalysator).

Nun sieht man noch auf den Bildern die verschiedenen Platten und die Zelle im zusammengebaut.

Natürlich haben wir die Zellen auch getestet und geschaut unter welchen Bedingungen sie gut arbeiten:

Bei normaler Raumbeleuchtung hat unsere Zelle eine Spannung von 80 mV geschafft. Das Licht hatte eine Stärke von 400 lx. Die Stromstärke konnten wir leider nicht bestimmen, da die von uns verwendeten Geräte dafür zu schlecht waren .

Danach haben wir den selben Versuch mit einer 25 W Lampe gemacht. Die produzierte Spannung betrug 360 mV und die Lichtstärke lag bei 770 lx.

Als wir eine zweite Zelle dazu geschlossen haben, haben wir bei der normalen Zimmerbeleuchtung eine Spannung von 170 mV gemessen und bei der 25W- Lampe eine Spannung von 880 mV. So konnten wir sehen, dass die Werte parallel steigen da, man bei der doppelten Zellen-Anzahl auch ungefähr die doppelte Spannung erhalten hat.

Außerdem war zu beobachten, dass die Spannung war stärkerem Licht steigt und somit die Zelle bei stärkerer Lichteinstrahlung eine höhere Leistung erzielen kann. Deswegen bietet es sich an, die Zellen an Orten mit hoher Sonneneinstrahlung zu verwenden.

Jedoch ist ein Problem der Grätzelzelle, dass die natürlichen Farbstoffe (Anthocyane) mit der Zeit ausbleichen und somit nicht mehr verwendet werden können. Dies ist auch der Grund warum die Grätzelzelle noch nicht eingesetzt werden kann, da es noch nicht gelungen ist einen künstlichen Farbstoff herzustellen, der die gleiche Leistung bringen kann und der nicht allzu teuer ist. Seit mehr als zehn Jahren versucht man diesen schon zu entwickeln und es ist noch nicht abzusehen, wann man soweit sein wird um die Grätzelzelle auf den Markt zu bringen.

Herstellung und Verwendung von Nanosilber

In diesem Post möchte ich euch über Nanosilber berichten oder vielmehr erklären, was Nanosilber ist.
Zuerst einmal muss man wissen, was Silber im chemischen Sinne ist: ein glänzendes Metall, das aus Silberatomen besteht und elektrisch leitfähig ist. (1 mol Silber = 108 g oder auch 6*10^23 Atome)
Nanosilber besteht hingegen nur aus kleinen Silberatomduster, die nur einige hundert Silberatome enthalten und ca. 10-100 nm groß sind. Außerdem ist es meist in Wasser gelöst und goldgelb gefärbt. So viel zu den Unterschieden. Jetzt konzentrieren wir uns nur noch auf Nanosilber.
Nanosilber hat eine bakterizide Wirkung, d.h. es tötet Bakterien ab. Es wird schon in geruchsfreier Unterwäsche und Socken oder in medizinischen Schläuchen, die schwer zu reinigen sind.

Wir haben auch selbst Nanosilber hergestellt:
Man braucht

• 20 ml von einer Silbernitratlösung (1,7 g Silbernitrat in 100 ml)
• 0,5 ml Tanninlösung (0,02 g Tannin in 5 ml)
• 2 ml Natriumcarbonat (0,01 g Natriumcarbonat in 10 ml)

Die Silbernitratlösung und die Tanninlösung werden zusammen mit 110 ml Wasser auf 80°C erhitzt. (Anmerkung: Diese Temperatur erwies sich als zu hoch. Unsrer Einschätzung nach hätten auch knappe 50 °C gereicht.) Danach wird ganz vorsichtig das Natriumcarbonat dazugegeben. Das ganze Gemisch sollte nun eine goldgelbe bis max. braune Farbe erhalten haben. Wird das Gemisch dunkler, so ist kein Nanosilber entstanden, sondern die chemische Reaktion, die stattfand, ist weitergegangen und es sind Silberklümpchen entstanden, die eine Größe oberhalb des Nanobereiches besitzen und somit nicht mehr die Eigenschaften des Nanosilbers besitzen.

Testen des Nanosilbers:

Nun braucht man einen Nährboden den man in zweit Hälften teilt. Die eine bestreicht man mit Wasser und die andere mit Nanosilber. Daraufhin werden beide Seiten mit den selben Bakterienträgern in Verbindung gesetzt. Nachdem man den Nährboden drei Tage lang in einem warmen Schrank bei konstanten 25°C "schwitzen" ließ, konnte man ein Ergebnis auswerten. Bei uns war nur auf der nicht nanosilberbeschichteten Seite ein Wachstum der Keime zu erkennen. Somit ist die Wirkung des Nanosilbers nachgewiesen. Zu möglichen Risiken des Nanosilbers komme ich in einem meiner nächsten Posts.