forthcoming

Verfahren zur Herstellung von Nano-Metallen.

• Top-down
  Hierbei handelt es sich um Methoden, bei denen Festköper durch mechanische Einwirkung bis auf nanoskalige Dimensionen zerkleinert werden,
  Zum Beispiel das Zerkleinern von Ag-Drähten in einem explosiven Gasgemisch (--> 10-150 nm)
   
• Bottom-up
  Bei dieser Methode wird vom atomaren Zustand ausgegangen. Es werden zunächst Keime gebildet, deren Oberfläche eine sehr hohe freie Energie aufweisen. Die Oberfläche wird durch Reaktion mit einem weiteren Atom oder Ion abgesättigt, was nach weiterem Wachstum zur Ausbildung eines Festkörpers führen kann. Für die Herstellung von Nanoteilchen muss das Wachstum bei einer Größe von wenigen Nanometern gestoppt werden, indem die Oberflächenatome elektronisch oder sterisch durch Zugabe von weiteren adsorbierten Molekülen passiviert werden. ( < 10 nm)

Von dem großen Bereich der organischen Biozide heben sich die Metalle, Metalloxide bzw. Metallhydroxide (oder auch deren Salze) auf der Basis Ag, Cu, Au, Hg, ... bzw. deren Legierungen ab.

Bisher ist dies nur ein sehr kleines Marktsegment, vor allem in Deutschland, weitaus größer ist dieses Marktsegment in Asien (Korea, Japan).

Silber wird auf Grund seiner antiseptischen Eigenschaften seit 3000 Jahren in den verschiedensten Bereichen eingesetzt. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts wurden neue aktive Formen für die Behandlung von Verbrennungswunden, Wundinfektionen und chronischen Wunden entwickelt.

Der große Vorteil ist, daß es durch die vielfältigen Angriffsvarianten des Silbers, (oder des Silberions), bei Bakterienstämmen nicht zur Ausbildung von Resistenzen durch Mutation kommt. Gleichzeitig sind Silberprodukte in geringen Dosierungen für den Menschen ungefährlich.

Wiederentdeckt bzw. auch durch die nanotechnologischen Verfahren optimiert ist die Wirkung der Silberionen oder des partiell positiv geladenes Silbers im Oxid.

Dosierung
Als minimale Konzentration, bei der die Sterberate immer noch 100 % ist, wird eine Konzentration von 0,02 Gew. % (in manchen Fällen gar nur 0,01 Gew. %) Silber im gesamten Polymer eingesetzt.

Übliche Konzentrationen liegen bei 500 ppm (0,05 %).

Die Wirkung der Silberionen setzt aber erst nach einer Mindesteinwirkzeit (je nach Bakterium, Virus von Minuten bis zu Stunden) ein. Eine Verwendung wie ein Desinfektionsmittel ist daher ausgeschlossen. Vielmehr geht es hier um die Langzeitwirkung in der Anwendung (Klimaanlage, Filter, Sanitär, Seifen, Zahnbürsten, …).

Ein weiterer Vorteil von Silber ist, daß es gegen fast 650 verschiedene Bakterien und Viren einsetzbar ist. Hierdurch ist es den organischen Wirksubstanzen bei weitem überlegen.

Der Preis der Nanosilberprodukte ist vom Silberpreis abhängig, hierauf kommt noch ein Aufschlag für verfahrenstechnischen Aufwand und das entsprechende Know-How.

Aktueller Silberpreis: 1 kg Barren ca. 329 Euro. (Stand: 23.05.2007)
http://www.goldseiten.de/content/muenzen/index.php

Der Preis für Nanopulver (100 %)
liegt je Verfahren und Abnahmemenge zwischen 340 und 750 Euro pro 100 g Nanosilber.

In den meisten Fällen liegt das Nanomaterial als Suspensionen vor oder kann auch als Masterbatch bezogen werden.

Gefahrenpotential von Nanosilber ?

Nanosilber, speziell Nanosilberanionen, sollen in den USA bezüglich ihrer Gefährlichkeit für die Umwelt neu bewertet werden und evtl. anders eingestuft werden als dies bisher der Fall ist. Die Initiative geht hier von der EPA (Environmental Protection Agency) aus.

Grund hierfür sind eine zunehmende Anzahl an Produkten (Textilien, Waschmaschinen, …, ) die mit Silber oder auch mit Silberanionen (meist in Systemen, austauschfähig gegen Na⁺) ausgerüstet sind und antibakteriell wirken können. Bei der Freisetzung der Ag⁺ Anionen können auch nützliche Organismen vorwiegend in Gewässern “angegriffen“ und über die verschiedenen Mechanismen der Blockierung des Stoffwechsels abgetötet werden.

Bisher ist in der Kennzeichnung (z.B. CAS Nr.) noch kein Unterschied zwischen Silber, Nanosilber, Silberanionen. Dies gilt auch für viele andere Nanopartikel. Untersuchungen (Dr. Kerstin Hund-Rinke, Fraunhofer-IME) haben aber z.B. an dem System TiO₂ gezeigt, daß es hier je nach Anwendung und Struktur des Nanoteilchens Unterschiede in der Toxizität geben kann. Ein Gleichsetzen, Makro nicht toxisch, also auch Nano nicht toxisch, darf nicht ungeprüft geschehen.