Bildungsplattform zur Mikro und Nanotechnologie für Berufsfach und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen Gesamtversion (enthält Modul 1 und 2) Dieses Modul wurde mit freundlicher Unterstützung des Schweizerischen Bundesamtes für Umwelt realisiert.

Datum:

Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft

Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 05, [email protected]

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Bildungsplattform zur Mikro und Nanotechnologie für Berufsfach und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen Modul I - Baustein 1: Nanosilber Datum:

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Gliederung der Präsentation "Nanosilber"

       Einführung Verwendung von Nanosilber Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen Antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen Einsatz von Nanosilber in Konsumprodukten Mögliche Chancen und Risiken von Nanosilber Zusammenfassung 3

Einführung "Nanosilber"

Wiederholung: Grundlagen Nanotechnologie

Warum sind Nanopartikel reaktiver als grössere Partikel des gleichen Materials?

"Normales" Eisen Nano-Eisenpartikel © Campot - Fotolia.com

© 2013 - Swiss Nano-Cube © Swiss Nano-Cube 4

Einführung "Nanosilber"

Warum waren medizinische Instrumente früher vorwiegend aus Silber gefertigt?

© 2013 - Swiss Nano-Cube 5

Verwendung von Nanosilber (1/5)

Produktbeispiele:

© 2013 - Swiss Nano-Cube 6

Verwendung von Nanosilber (2/5)

Beispiele: Konsumprodukte, die Nanosilber enthalten Konsumprodukt-Gruppe: Produktbeispiele:

Lebensmittelverpackungen Textilien und Bekleidung Dosen, Plastiksäcke, Verpackungsfolien Handtücher, Polsterstoffe, Socken, Hemden, Unter wäsche, T-Shirts Desinfektionsmittel für Oberflächen und Hände Geräte Produkte für Babys und Kinder *freie Nanosilberpartikel in Sprays können beim Sprühen eingeatmet werden u. über die Lunge ins Blut gelangen; damit ist eine Verteilung im gesamten Organismus möglich.

Kühlschränke, Staubsauger, Computer-Mäuse, Mobiltelefone, Klimaanlagen Kauring, Schnuller, Spielzeug, Stofftiere Medizinische Produkte Kosmetika und Hygiene produkte Reinigungsmittel und Haushaltsartikel Wundverbände und -auflagen, Pflaster, Bandagen, Katheter Haarbürsten, Zahnbürsten, Seifen, Shampoos, Haut cremes, Haargel, Haarspray, Make-up, Zahnpasta Spray gegen Gerüche im Haushalt, Geschirrspülmittel, Spültücher, Gummihandschuhe, Schneidebrett © 2013 - Swiss Nano-Cube 7

Verwendung von Nanosilber (3/5)

Beispiele: Konsumprodukte, die Nanosilber enthalten



Was ist Nanosilber?

Unter Nanosilber (nanoskaliges Silber) versteht man Teilchen metallischen Silbers, die weniger als 100 Nanometer (Milliardstelmeter) gross sind. 

Wie wird Nanosilber hergestellt?

Nanosilber kann aus Silberdraht durch mechanische Zerkleinerung oder durch chemischen Zusammenschluss einzelner Silberatome hergestellt werden.  

Welche Eigenschaften hat Nanosilber?

Nanosilber hat eine sehr starke antimikrobielle Wirkung, da es wegen seiner grossen Oberfläche vergleichsweise viele Silberionen freisetzen kann. Zudem können die Silberpartikel ins Innere lebender Zellen gelangen. Dort bilden sie eine Art Depot, aus dem kontinuierlich Silberionen strömen, welche die Funktion der Zelle beeinträchtigen. Silber schädigt Keime und wirkt dadurch desinfizierend (Biozid).

Wofür wird Nanosilber verwendet?

Weltweit hat die Zahl von Produkten, die Nanosilber enthalten, in den letzten Jahren stark zugenommen. Nanosilber wird z. B. für Hygiene- und Kosmetikartikel eingesetzt, als Zusatz für Beschichtungen von Oberflächen, für Material zur Aufbewahrung oder Verpackung von Lebensmitteln, in Textilien oder Lacken.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 8

Verwendung von Nanosilber (4/5)

Warum zunehmende Verwendung von Nanosilber?



Hersteller zielen mit dem antimikrobiell wirkendem Nanosilber auf das Hygiene bedürfnis vieler Verbraucher

 

Verbesserte Hygiene Geruchshemmung



Im Medizinbereich resultieren positive Gesundheitseffekte (z. B. bei der Hautheilung)

© 2013 - Swiss Nano-Cube 9

Verwendung von Nanosilber (5/5)

Im Handel erhältliche Nano-Konsumprodukte: 2011 lagen Nanosilber-Produkte auf Platz 1 (313 Produkte).

Nanosilber

© 2013 - Swiss Nano-Cube Quelle: Woodrow Wilson Center for Scholars 2011 10

Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (1/4)

Warum sind Silber Nanopartikel für Mikroorganismen schädlicher als normales Silber?

   An der Oberfläche von metallischem Silber werden Silberionen (Ag + ) freigesetzt.

Je kleiner die Silberteilchen sind, desto grösser ist die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen und desto besser können sie von Zellen aufgenommen werden.

Silberionen sind giftig für Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze, Algen, Einzeller).

© 2013 - Swiss Nano-Cube 11

Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (2/4)

Video: "Nanopartikel sind gefährlich"

Videoquelle: © 3sat | Videolink: http://www.youtube.com/watch?v=-x6sv3r-ESA Video-Dauer: 10,14 Minuten © 2013 - Swiss Nano-Cube 12

Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (3/4)

  An der Oberfläche von elementaren Silberpartikeln bildet sich durch Oxidation mit

Sauerstoff

unter feuchten Bedingungen eine Schicht von

oxidiertem Silber

. Aus dieser Schicht werden

Silberionen

Grösse kleiner als 1nm ist.

(Ag + ) freigesetzt, deren Silberionen sind

giftig

für Mikroorganismen (z. B. zahlreiche Bakterien, Einzeller, Pilze, Algen).

© 2013 - Swiss Nano-Cube 13

Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (4/4)

Unterschiedliches Verhalten von elementarem Silber in Abhängigkeit seiner Grösse

    Der giftige Effekt von Silber erhöht sich, wenn die Silber partikel möglichst klein sind; dann vergrössert sich die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen stark und es werden mehr Silberionen abgegeben.

Bestimmte Bakterien interagieren vor allem mit Nanosilber partikeln der Grösse 1 bis 10 nm.

Ein weiterer Unterschied von Nanosilber zu normalem Silber liegt in dessen höheren Beweglichkeit.

Nanosilberpartikel können Zellmembranen und Zellen durchdringen; über die Luft inhaliert können sie in der Lunge ins Blut übertreten und dadurch im gesamten Körper verteilt werden.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 14

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (1/6):

Vereinfachte Funktionsbeschreibung:

Antimikrobielle

Wirkung von Nanosilberpartikel und Silberionen gegenüber Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze, Algen, Einzeller)

    Durch Oxidationsvorgänge bildet sich an der Oberfläche von Nanosilberpartikel eine Schicht von oxidiertem Silber, aus der Silberionen freigesetzt werden.

Ag Ag+

Die Silberionen greifen Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze, Algen oder Einzeller) an der Zellmembran an (Anlagerung) bzw. wandern ins Innere der Zelle.

Aber auch Nanosilberpartikel können durch die durch die Zellwand in die Zelle gelangen; dort wirken sie als Depot, aus dem kontinuierlich toxische Silberionen freigesetzt werden.

Ag Ag+

Innerhalb der Zelle bilden Silberionen mit Schwefel-, Phosphat- und Aminoverbindungen Silbersalze und verändern so deren Funktions weise.

PO 4 SH

© 2013 - Swiss Nano-Cube 15

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (2/6):

Vereinfachte schematische Darstellung:

Antimikrobielle

Wirkung von an der Oberfläche von Nanosilber-

partikeln freigesetzten Silberionen

gegenüber Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze, Algen, Einzeller) Ag Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag Ag+ SH Ag+ PO 3 4 Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+ Ag+

© 2013 - Swiss Nano-Cube 16

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (3/6):

Video: "Wie Nanosilber auf Bakterien wirkt"

Videoquelle: Videolink: YouTube, hochgeladen am 22.02.2010

http://www.youtube.com/watch?v=FmAveAZ3NLg Video-Dauer: 52 Sekunden © 2013 - Swiss Nano-Cube 17

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (4/6):

Vereinfachte schematische Darstellung:

Antimikrobielle

Wirkung von Silberionen gegenüber Mikroorganismen Silberionen lagern sich an der Zellwand an und schädigen die Membran struktur der Zelle.

Silberionen Ag+ Silberionen wechselwirken mit Enzymen und Proteinen im Zell inneren (Bindung an schwefel oder phosphathaltige Moleküle) unter Bildung von Silbersalzen und verändern so deren Funktionsweise (= Zellatmung, Stoffwechsel).

Silberionen reagieren mit der DNS der Mikroorganismen unter Bildung von Silbersalzen und verhindern die Zellteilung

Die antimikrobielle Wirkung von Silberionen in Mikroorganismen: Silberionen interagieren mit den Enzymen und Proteinen des Mikroorganismus, die für die Zellatmung verantwortlich sind und den Transport von Substanzen durch die Zellwand und innerhalb der Zelle sichern. Ausserdem reagiert Silber mit der DNS des Mikroorganismus und verhindert somit die Zellteilung. Gleichzeitig lagern sich die Ionen an der Zellwand an, wodurch wichtige zelluläre Funktionen gestört werden.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 18

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (5/6):

Zusammenfassung:

  

Silberionen

können …

 den Stoffwechsel von Bakterien stören  Reaktionen mit Cytochromen (Proteine in Zellorganellen) eingehen Komplexe mit DNA (Erbinformation) und RNA bilden die Durchlässigkeit von Zellmembranen beeinflussen an Schwefelbrücken von Proteinen binden und somit Enzymstörungen bewirken  mit Thiolgruppen von Enzymen Sulfid-Salzpartikel bilden und so Stoffwechsel und Zellatmung stören  mit Amino- und Carboxylgruppen von Enzymen reagieren und sie dadurch inaktivieren.

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Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (6/6):

Video: "Mit Silber in der Faser gegen Bakterien"

Videoquelle: Videolink: Video-Dauer: 3sat Mediathek http://www.3sat.de/mediathek/ index.php?display=1&mode=play&obj=24655 3,37 Minuten © 2013 - Swiss Nano-Cube 20

Antimikrobielle Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (1/4)

Begriffserklärungen (1): 1. Unterscheidung zwischen

Bakterien

und

Keimen

Bei Keimen

oder es sich um einen

Mikroorganismen

handelt

"Überbegriff"; dazu zählt man z. B. Bakterien, Pilze und Algen.

2. Unterscheidung zwischen

antibakteriell

und

antimikrobiell

Der Begriff

"antimikrobiell"

bedeutet, dass eine Substanz wirkt.

gegen Bakterien und Pilze Antimikrobielle

Stoffe - z. B. Nanosilber - sind gegen

Mikroorganismen

(z. B. Bakterien und Pilze) aktiv: Sie

Wachstum

bzw.

unterbinden

das

töten

Mikroorganismen

ab.

Der Begriff Substanz

"antibakteriell"

bedeutet, dass eine

gegen Bakterien

wirkt

.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 21

Antimikrobielle Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (2/4)

Begriffserklärungen (2): Antibakteriell Bakteriostatische Wirkung Bakterizide Wirkung

Antibakteriell

bedeutet „

gegen Bakterien gerichtet

“. Die antibakterielle Wirkung wird unterteilt in die bakteriostatische und bakterizide Wirkung.

Hat eine Substanz eine

bakteriostatische Wirkung

,

hemmt

sie die Vermehrung von Bakterien. Bakteriostatische Substanzen töten primär keine Zellen, sondern hindern sie daran, sich zu vermehren. An der Wachstumshemmung sterben sie dann ebenfalls.

Demgegenüber versteht man unter

bakterizider Wirkung

, dass die Bakterien direkt

abgetötet

werden. Bakterizide Substanzen blockieren einen Stoffwechselvorgang in den Bakterien, der lebensnotwendig ist. Da dies auf verschiedene Weisen geschehen kann, gibt es viele verschiedene Antibiotika mit diesem Wirkungsmechanismus.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 22

Antimikrobielle Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (3/4)

Begriffserklärungen (3): Zerstörung der Zellwand Hemmung der Zellwandbildung Beeinträchtigung der DNS Störung der Proteinbildung

Es wird zwischen folgenden Wirkungsmechanismen unterschieden:

bakteriostatisch: bakterizid: bakteriolytisch:

Bakterien werden an der Bakterien werden zwar

Vermehrung gehindert getötet

, sind aber weiterhin

physisch vorhanden

Bakterien werden

getötet

, ihre

Zellwand

wird

aufgelöst

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Antimikrobielle Eigenschaften von elementarem Silber und Silberionen (4/4)

Einige Infos zum Thema "Resistenzbildung":

Unter

Resistenz

versteht man die

Widerstandsfähigkeit

gegen

schädliche Einflüsse

eines Lebewesens der Umwelt (wie z. B. Parasiten, Infektionen, Krankheiten), bei Tier und Pflanzenschädlingen (auch Bakterien), auch gegen angewandte Bekämpfungsmittel. Resistenz kann erblich bedingt, jedoch auch durch Umweltverhältnisse (z. B. Ernährung) erzeugbar sein. Unter

Antibiotikaresistenz Widerstandsfähigkeit

von versteht man die

erworbene Bakterienstämmen

gegen ein

Antibiotikum

, gegen das sie normalerweise empfindlich wären.

Mit zunehmender Resistenz von Mikroorganismen gegenüber Antibiotika, findet heute

Nanosilber

vermehrten Einsatz im medizinischen Bereich. Für den Menschen gefährliche Bakterien könnten durch die

Allgegenwart von Nanosilber

resistent gegen das Edelmetall sowie gegen verschiedene andere Antibiotika werden. Somit fiele Silber und möglicherweise auch weitere antimikrobielle Mittel als Waffe gegen krank machende Keime im Medizinbereich weg.

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Einsatz von Nanosilber in der Praxis (1/6) Anwendungsbeispiel: Medizinbereich

        Desinfektionsmittel (meist in Kombination mit Chlorverbindungen oder Wasserstoffperoxid) zur Haltbarmachung von Trinkwasser in Form von silberhaltigen Tabletten (Silber wirkt u. a. auch giftig auf Wasserorganismen – vom Wasserfloh bis zum Fisch) Katheter (mit Silber beschichtet), um vor Infektionen zu schützen Pflaster u. Wundauflagen zur Wundheilung, z. B. bei starken Verbrennungen.

Vorbeugung vor Bindehautentzündung bei Neugeborenen (oft durch Antibiotika ersetzt) in der Zahnmedizin in gewissen Amalgamen (Silberamalgame), Silberstiften zur Wurzelbehandlung, Zement und Wurzelfüllpasten in Textilien (speziell für Neurodermitiker wegen der kühlenden Wirkung und der Senkung der Population an Staphylokokken) Einsatz in diversen medizinischen Materialien und Oberflächen zum Schutz gegen Bakterien, Pilze etc.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 25

Einsatz von Nanosilber in der Praxis (2/6)

Anwendungsbeispiel: Textilien

© 2013 - Swiss Nano-Cube 26

Einsatz von Nanosilber in der Praxis (3/6)

Warum riecht Schweiss unangenehm?

Videoquelle: Videolink: Video-Dauer: Quarks & Co Sniffer, 08. Juni 2010 http://www.wdr.de/tv/quarks/sendungsbeitraege/ 2010/0608/008_kleidung.jsp

28 Sekunden © 2013 - Swiss Nano-Cube 27

Einsatz von Nanosilber in der Praxis (4/6)

Anwendungsbeispiel: Textilien Wenn Bakterien in direkten Kontakt mit textilem Gewebe kommen, das Nanosilber enthält, werden sie durch freigesetzte Silberionen geschädigt, sodass eine Vermehrung verhindert wird.

Mit Nanosilber ausgerüstete Socken © 2013 - Swiss Nano-Cube

(= Polyester)

In das Faserpolymer der Socken sind Nanosilberpartikel enthalten, die Silberionen freisetzen; diese wirken antimikrobiell.

28

Einsatz von Nanosilber in der Praxis (5/6)

Anwendungsbeispiel: Textilien Anwendung:

Einbau von Nanosilber in

Textilmaterialien

(z. B. Trevira-Fasern)

Ziel:

Bekämpfung übler Gerüche, die durch Bakterien hervorgerufen werden

Beispiele:

Socken, Strümpfe, Sportbekleidung Wenn Bakterien in direkten Kontakt mit textilem Gewebe kommen, das Nanosilber ent hält, werden sie durch freigesetzte Silberionen geschädigt, so dass eine Vermehrung verhindert wird. © 2013 - Swiss Nano-Cube 29

Einsatz von Nanosilber in der Praxis (6/6)

Anwendungsbeispiel: Verpackungsfolien Video: "Nanopartikel aus Silber desinfizieren"

Videoquelle: 3sat Mediathek, 19.5.2009

Videolink: http://www.3sat.de/mediathek/mediathek/index.php?dis

play=1&mode=play&obj=12852 Video-Dauer: 4,50 Minuten © 2013 - Swiss Nano-Cube 30



Mögliche Risiken durch Nanosilber (1/2) … für den Menschen

Für den Menschen gefährliche Bakterien könnten durch die "Allgegenwart" von Nanosilber resistent gegen das Edelmetall sowie gegen verschiedene andere Antibiotika werden. Somit fiele Silber und möglicherweise auch weitere antimikrobielle Mittel als Waffe gegen krank machende Keime im Medizinbereich weg.

 Bisher sind Aufnahmewege, Anreicherung und Langzeitwirkung im Körper (z. B. Lunge, Bronchien, Leber) nicht ausreichend geklärt.

Gleichfalls sind chronische Auswirkungen durch Silberionen noch nicht bekannt.

 Nanosilber resp. Silberionen reagieren auch mit Proteinen der menschlichen Zellen; diese sind ungleich grösser als Bakterienzellen und viele lebens-wichtige Funktionen (z.B. Energiegewinnung) findet intrazellulär statt. Daher sind für eine akute Schädigung menschlicher Zellen erheblich mehr Silberionen notwendig. Dies bedeutet, dass Konzentrationen, die antimikrobiell bereits gut wirken, für den Menschen noch sehr gut verträglich sind.

 Aufgrund der Datenlücken ist bislang noch keine abschliessende Sicherheitsbewertung für den Mensch möglich.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 31

       

Mögliche Risiken durch Nanosilber (2/2) … für die Umwelt

Nanosilber kann durch Auswaschung (z. B. Textilien) ins Abwasser gelangen. Grosse Mengen Nanosilber im Abwasser können sich schädlich auf die Mikroorganismen in Kläranlagen auswirken. Nanosilber hat eine giftige Wirkung auf Organismen in Oberflächengewässern, Sedimenten und Böden.

In Form von Ag+ Ionen ist Silber für Wasserlebewesen giftiger als jedes andere Metall mit Ausnahme von Quecksilber.

In Studien zeigten Wasserflöhe eine höhere Sterblichkeitsrate.

Vor allem Kleinkrebse und Algen werden bereits bei niedrigen Konzentrationen geschädigt.

In Studien zeigten Zebrabärblinge während der Embryonalentwicklung vermehrt Fehlbildungen; gleichfalls wurden bei Fischen Herzrhythmusstörungen festgestellt.

Aufgrund der Datenlücken zu Mengen, Anwendungen und Umweltverhalten ist bislang noch keine abschliessende Sicherheitsbewertung für die Umwelt möglich.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 32

Fazit (1/2)

Nutzen von Nanosilber:

 Mit zunehmender Resistenz von Mikroorganismen gegenüber Antibiotika, findet Nanosilber heute vermehrten Einsatz im medizinischen Bereich (z. B. bei Patienten mit Verbrennungen in Form von silberhaltigen Wundauflagen und Cremes).

 Verwendung als Ersatz problematischer Biozide oder Bakteriostatika bzw. Verringerung deren Einsatzmengen.  Nanoporöse Oxidschichten mit Nanosilberbeschichtung für Holz und Farbanstriche  Bekämpft bzw. reduziert üble Gerüche (z. B. Schweissgeruch)  Verwendung als biozide Langzeitkathetern ultradünne Polymerbeschichtungen z. B. auf  Einsatz in Spezialtextilien für Neurodermitis-Patienten © 2013 - Swiss Nano-Cube 33

Fazit (2/2)

   

Mögliche Risiken von Nanosilber:

Für den Menschen gefährliche Bakterien könnten durch die "Allgegenwart" von Nanosilber resistent gegen das Edelmetall sowie gegen verschiedene andere Antibiotika werden. Somit fiele Silber und möglicherweise auch weitere antimikrobielle Mittel als Waffe gegen krank machende Keime im Medizinbereich weg.

Grössere Nanosilbermengen im Abwasser können sich schädlich auf die Mikroorganismen in Kläranlagen auswirken. Neuere Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass ca. 90% des in die Kläranlage gelangenden Silbers zu schlecht löslichem und nicht mehr giftigen Silbersulfid reagiert und somit das Problem entschärft.

Nanosilber hat eine giftige Wirkung auf Organismen in Oberflächengewässern, Sedimenten und Böden:  z. B. haben Wasserflöhe eine höhere Sterblichkeitsrate  Zebrabärblinge zeigen während der Embryonalentwicklung eine erhöhte Rate an Fehlbildungen. Bisher sind Aufnahmewege, Anreicherung und Langzeitwirkung im Körper (z. B. Lunge, Bronchien, Leber) nicht ausreichend geklärt.  Derzeit wird versucht, vorhandene Datenlücken zur Risiko-Beurteilung der verschied. Nanopartikel für Mensch und Umwelt zu schliessen. Eine eindeutige Risiko-Beurteilung für zahlreiche Nanomaterialien ist derzeit nicht möglich. © 2013 - Swiss Nano-Cube 34

Zusammenfassung (1/2)

 Die Anwendung von Nanosilber in der Medizin bringt grosse Vorteile durch seine breite Wirksamkeit gegen viele Krankheitserreger; sogar gegen solche, die gegen moderne Antibiotika bereits resistent sind.

 Der derzeitige Trend zu Nanosilberprodukten im Alltag führt zu einer Ausweitung der Einsatzmöglichkeiten mit unbestimmtem Nutzen und möglichen Risiken für Gesundheit und Umwelt.

 Die Entstehung von silberresistenten Bakterien als Folge der breiten Anwendung von Nanosilber mit niedrigen Konzentrationen ist möglich, wodurch auch die o. g. Vorteile in der Medizin verloren gehen könnten. Regelungen für einen umsichtigen und gezielten Einsatz könnten dem entgegenwirken.

© 2013 - Swiss Nano-Cube 35

Zusammenfassung (2/2)

 Zu Umwelttoxizität und Umweltverhalten von Silbernanopartikeln ist noch wenig bekannt. Analogieschlüsse zu klassischen Silberverbindungen sind nur bedingt möglich, da Nanopartikel andere Eigenschaften aufweisen. Einzelne Untersuchungen liefern Hinweise, dass Silbernanopartikel toxischer sein können als Silberverbindungen und Silberionen. Ursache ist z.B. die Depotwirkung der in eine Zelle gelangten Nanopartikeln, aus denen Silberionen abgegeben werden.

 Das Wissen um die negativen Wirkungen und um Ausbreitungswege von Nanosilber ist noch unvollständig.

 Zahl der kommerziellen Anwendungen von Nanosilber nimmt zu  Aufbau eines wissenschaftlich fundierten Monitorings und eines Sicherungssystems sind erforderlich.

 "Best practice"-Vorgaben (geeignete u. weniger geeignete Anwendungen), um potentiellen Risiken einer Resistenzbildung vorzubeugen.

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Bildungsplattform zur Mikro und Nanotechnologie für Berufsfach und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen Modul I - Baustein 3: Diskussionen Datum:

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Diskussion 1: Nanosilber beim Abwaschen

Nanosilber Mögliche Chancen & Risiken

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Beispiele für den Einsatz von Nanosilber in Konsumprodukten

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Nanosilber - Nutzen und Risiken

Brauchen wir beim Abwaschen Hilfsmittel, die Nanosilber enthalten?

antibakteriell Ag+ antibakteriell Ag+ antibakteriell Ag+ antibakteriell Ag+ Abwasch Schüssel antibakteriell Ag+

© 2013 - Swiss Nano-Cube 40

Diskussion 2: Nanosilber in Textilien

Nanosilber Mögliche Chancen & Risiken

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Einsatz von Nanosilber in der Praxis

Anwendungsbeispiel: Textilien

© 2013 - Swiss Nano-Cube 42

Nanosilber mögliche Chancen und Risiken

Brauchen wir "Anti-Stink-Socken", die Nanosilber enthalten?

43

Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber und Silberionen auf Mikroorganismen (6/6):

Video: "Mit Silber in der Faser gegen Bakterien"

Videoquelle: Videolink: Video-Dauer: 3sat Mediathek http://www.3sat.de/mediathek/ index.php?display=1&mode=play&obj=24655 3,37 Minuten © 2013 - Swiss Nano-Cube 44

Nanosilber mögliche Chancen und Risiken

Brauchen wir "Anti-Stink-Socken", die Nanosilber enthalten?

© 2013 - Swiss Nano-Cube 45

Bildungsplattform zur Mikro und Nanotechnologie für Berufsfach und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen Modul II - Baustein 1: WebQuest Datum:

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Einführung

Wiederholung: Grundlagen Nanotechnologie

Warum sind Nanopartikel reaktiver als grössere Partikel des gleichen Materials?

Normales Eisen Eisen-Nanopartikel

?

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© 2013 - Swiss Nano-Cube © Swiss Nano-Cube 47

Einführung

Weshalb waren medizinische Instrumente früher vorwiegend aus Silber gefertigt?

?

© 2013 - Swiss Nano-Cube 48

Beispiele für den Einsatz von Nanosilber in Konsumprodukten

© 2013 - Swiss Nano-Cube 49

WebQuest "Nanosilber"

1

Einführung

2

Aufgabenstellung & Gruppenbildung

3

Gruppenarbeit (Internetrecherche)

4

Präsentation & Diskussion

5

Evaluation & Abschluss

www

© Viktor Gmyria - Fotolia.com

© 2013 - Swiss Nano-Cube 50

WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"

WebQuest-Arbeitsschritte

1

Einführung Teil des Handouts zum WebQest (wird an die Lernenden verteilt)

2

Aufgabenstellung & Gruppenbildung

3

Gruppenarbeit (Internetrecherche)

4

Präsentation & Diskussion

5

Evaluation & Abschluss © 2013 - Swiss Nano-Cube 51

WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"

1

Gruppenarbeit (Internetrecherche)

2 3 Relevante Quellen in der

Einführung

im Internet recherchieren 4 Mit den im Internet gefundenen Infos die gestellten Fragen beantworten 5 Präsentation zusammenstellen

© 2013 - Swiss Nano-Cube 52

WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"

Zeitvorgabe:

1

5 Arbeitsschritte:

2 Unklarheiten / Fragen bzgl. Fragestellungen klären

ca. 10 Minuten

3 4 Relevante Quellen in der

Einführung

suchen u. im Internet recherchieren Mit den im Internet gefundenen Infos die gestellten Fragen beantworten 5 Präsentation zusammenstellen

© 2013 - Swiss Nano-Cube ca. 45 Minuten ca. 15 Minuten ca. 20 Minuten 53 ca 90 Minuten Gesamtzeit

WebQuest "Nanosilber"

1

Einführung

Themen der Einführung: 1. Grundlagen: - Nanomaterialien - Nanotechnologien 2. Wie funktioniert WebQuest ?

www

© Viktor Gmyria - Fotolia.com

© 2013 - Swiss Nano-Cube 54

WebQuest "Nanosilber"

2

Aufgabenstellung & Gruppenbildung   Selbständige Beantwortung von Fragen zum Thema

Nanosilber

mit Hilfe des Webs Gruppenbildung: 3-5 Personen pro Gruppe

Thema 1 Wirkungsweise von Nanosilber Thema 3 Gefahren für den Menschen Thema 2 Anwendungen von Nanosilber Thema 4 Gefahren für die Umwelt

© 2013 - Swiss Nano-Cube 55

WebQuest "Nanosilber"

3

Gruppenarbeit (Internetrecherche)

Jetzt seid Ihr dran!

Viel Spass beim Suchen.

+

4

Präsentation & Diskussion © 2013 - Swiss Nano-Cube © Viktor Gmyria - Fotolia.com

56

WebQuest "Nanosilber"

5

Evaluation & Abschluss

Aus- bzw. Bewertung der im Rahmen der Gruppenarbeiten erhalten Ergebnisse und Erkenntnisse Zusammenfassung des Webquests "Nanosilber"

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