Nanosilber - Herstellung, Anwendungen und Risikobetrachtung
Von Holger Muster
Wie der Name schon andeutet, handelt es sich bei Nanosilber um feinste Silberpartikel,
die in vollentsalzter, wässriger Suspension einen Durchmesser von wenigen
Nanometern (nm) aufweisen. Der Großteil liegt dabei als metallisches
Silber vor, der Rest als Silber-Ionen. Selbst kolloidal gelöstes Silber
ist um ein vielfaches größer [1]. Die dadurch im Verhältnis
zum Durchmesser deutlich größere Oberfläche verschafft Materialien,
die mit Nanosilber beschichtet sind, ungewöhnliche Vorteile gegenüber
vergleichbaren Produkten.
Schon das Silber (chemisches Symbol: Ag) als Ausgangsstoff zur Herstellung
der Nanopartikel weist einige bemerkenswerte Eigenschaften auf. Mit Sauerstoff
oxidiert es nur unter hohen Temperaturen und Druck. Die Leitfähigkeit
von Wärme und Elektrizität ist besser als bei allen anderen Metallen
[2]. Bei Kontakt mit Wasser kommt es zu einer Freisetzung von Silber-Ionen
(Ag+), die bereits in geringen Konzentrationen (oberhalb 10-9 mol/l) antibakteriell
wirken [3]. Vorteilhaft gegenüber anderen Bakteriziden ist, dass Silber
nahezu ungiftig ist, nicht als krebserregend gilt und ein vergleichsweise geringes
Potenzial hat, Allergien auszulösen. In Form von Nanosilber wird das Oberflächen-Volumen-Verhältnis
verbessert. Dies führt zu einer schnelleren Wirkung und dient gleichzeitig ökologischen
und ökonomischen Zielen, da weniger Rohstoff verbraucht wird. Durch die
geringe Größe des Nanosilbers können neue Materialien geschaffen
werden, die mit größeren Silberpartikeln gar nicht hergestellt werden
könnten wie bestimmte synthetische Polymerfasern [4].
Herstellung
Prinzipiell gibt es zwei verschiedene Möglichkeiten, Nanometalle herzustellen
- entweder im "Top-down"-Verfahren, bei dem zum Beispiel Ag-Drähte
mechanisch in einem explosiven Gasgemisch zu Partikeln in der Größenordnung
von 10 bis 150 nm zerkleinert werden, oder im "Bottum-up"-Verfahren. Hierbei
reagieren einzelne Atome soweit miteinander, bis die gewünsche Teilchengröße
von weniger als 10 nm erreicht ist und das Wachstum durch weitere adsorbierende
Moleküle gestoppt wird [5]. Auch für die chemische Reduktion von
Silbersalzen zu Nanosilber existieren geeignete Stabilisatoren [3]. Partikel
mit einer Größe unter 5 nm lassen sich durch Vakuumverdampfung auf
einen kontinuierlichen Flüssigkeitsfilm herstellen [6].
Anwendungen
Da der antibakterielle Wirkungsgrad von Silber breiter ist als der von Antibiotika,
ist die Beschichtung medizinischer Geräte zur Aufrechterhaltung der Keimfreiheit
ein wichtiges Anwendungsgebiet. Der Einsatz des Nanosilbers zu Hygienezwecken
beschränkt sich allerdings nicht auf Krankenhäuser oder Arztpraxen,
sondern ist auch für die Anwendung in der Lebensmittelproduktion, im Haushalt,
in der Kosmetik und der Bekleidungsindustrie geeignet [7].
Risikobetrachtung
Die Zellwand beim Menschen ist anders aufgebaut als die von Bakterien, so dass
die vom Nanosilber abgegebenen Silber-Ionen keine direkte Gefahr darstellen
[8]. Allerdings existieren einige indirekte Wirkungen, die ein gewissen Risiko
in sich tragen. So könnten auch nützliche Bakterien in der Umwelt
abgetötet werden oder gefährliche Mikroorganismen Resistenzen aufbauen,
die sie auch vor anderen Antibiotika schützen [9]. Bei Mäusen, die
eine wässrige Lösung mit 0,03 mg/l Silber verabreicht bekamen, wurde
eine Akkumulation des Metalls in verschiedenen Geweben festgestellt, was zu
motorischen Störungen führen kann [10]. Jedoch existieren auch Untersuchungsberichte,
nach denen im menschlichen Körper aufgenommenes Silber nach einiger Zeit
wieder ausgeschieden wird [11]. Um genauere Abschätzungen über die
möglichen Risiken des Nanosilbers zu machen, besteht noch großer
Forschungsbedarf [12].
Autor: Holger Muster
Quellen
[1] http://www.nano-silver.com/index.html (Stand:
9. Mai 2008)
[2] http://lexikon.meyers.de/meyers/Silber (Stand:
9. Mai 2008)
[3] http://www.lsp.uni-erlangen.de/deutsch/projekte/damm/damm.html (Stand:
9. Mai 2008)
[4] Dr. Thomas R?hle, Achim Gruber: Mit Nanosilber gegen Keime; in: Pharma
+ Food, Februar 2007, S. 35
[5] http://www.ingenieurbuero-john.de/html/nanosilber.html (Stand:
9. Mai 2008)
[6] Klaus Jopp: Nanotechnologie - Aufbruch ins Reich der Zwerge, 2. Auflage,
Gabler Verlag, 2006, S. 96
[7] Marion Horn: Silber schützt vor Bakterien; in: Fraunhofer Magazin
1.2003, S. 63
[8] http://www.nanoproducts.de/index.php?mp=products&file=info&manufacturers_id=106&products_id=157 (Stand:
9. Mai 2008)
[9] Dr. Rye Senjen: Nanosilver - a threat to soil, water and human health?,
Background paper, Friends of the Earth Australia, März 2007, S. 1
[10] Kai H. O. Pelkonen, Helvi Heinonen-Tanski, Osmo O. P. H ? nninen: Accumulation
of silver from drinking water into cerebellum and musculus soleus in mice;
in Toxicology 186/2003, S. 151f.
[11] Bioni CS GmbH: Nano-Silber-Partikel in Bioni-Beschichtungen, Juli 2006
[12] C. Meili, M. Widmer, M. Lemke: Chancen und Risiken von Nano-Silber; Newsletter
der Innovationsgesellschaft, St. Gallen, 30. April 20
07
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