Transcript Nanosilber-Modul (Modulteile 1 - 3)

Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für
Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen
Gesamtversion (enthält Modul 1 und 2)
Datum: September 2014
Dieses Modul wurde mit freundlicher Unterstützung
des Schweizerischen Bundesamtes für Umwelt realisiert.
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]
www.swissnanocube.ch
Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für
Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen
Modul I - Baustein 1: Nanosilber
Datum: September 2014
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]
www.swissnanocube.ch
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
© 2013
2014 - Swiss Nano-Cube
3
Einführung "Nanosilber"
Wiederholung: Grundlagen Nanotechnologie
Warum sind Nanopartikel reaktiver als grössere
Partikel des gleichen Materials?
"Normales" Eisen
Nano-Eisenpartikel
© Campot - Fotolia.com
© Swiss Nano-Cube
© 2014 - Swiss Nano-Cube
4
Einführung "Nanosilber"
Warum waren medizinische Instrumente früher
vorwiegend aus Silber gefertigt?
© 2014 - Swiss Nano-Cube
5
Verwendung von Nanosilber (1/5)
Produktbeispiele:
© 2014 - Swiss Nano-Cube
6
Verwendung von Nanosilber (2/5)
Beispiele: Konsumprodukte, die Nanosilber enthalten
Konsumprodukt-Gruppe:
Produktbeispiele:
Lebensmittelverpackungen
Dosen, Plastiksäcke, Verpackungsfolien
Textilien und Bekleidung
Handtücher, Polsterstoffe, Socken, Hemden, Unterwäsche, T-Shirts
Desinfektionsmittel für
Oberflächen und Hände
Sprays,* Flüssigkeiten mit verschied. Nanosilber-Konz.
*freie Nanosilberpartikel in Sprays können beim Sprühen eingeatmet werden u. über die
Lunge ins Blut gelangen; damit ist eine Verteilung im gesamten Organismus möglich.
Geräte
Kühlschränke, Staubsauger, Computer-Mäuse,
Mobiltelefone, Klimaanlagen
Produkte für Babys und Kinder
Kauring, Schnuller, Spielzeug, Stofftiere
Medizinische Produkte
Wundverbände und -auflagen, Pflaster, Bandagen,
Katheter
Kosmetika und Hygieneprodukte
Haarbürsten, Zahnbürsten, Seifen, Shampoos, Hautcremes, Haargel, Haarspray, Make-up, Zahnpasta
Reinigungsmittel und
Haushaltsartikel
Spray gegen Gerüche im Haushalt, Geschirrspülmittel,
Spültücher, Gummihandschuhe, Schneidebrett
© 2014 - 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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
8
Verwendung von Nanosilber (4/5)
Warum zunehmende Verwendung von Nanosilber?

Hersteller zielen mit dem antimikrobiell
wirkendem Nanosilber auf das Hygienebedürfnis vieler Verbraucher



Verbesserte Hygiene
Geruchshemmung
Im Medizinbereich resultieren positive
Gesundheitseffekte (z. B. bei der Hautheilung)
© 2014 - Swiss Nano-Cube
9
Verwendung von Nanosilber (5/5)
Im Handel erhältliche Nano-Konsumprodukte:
2011 lagen Nanosilber-Produkte auf Platz 1 (313 Produkte).
Nanosilber
Quelle: Woodrow Wilson Center for Scholars 2011
© 2014 - Swiss Nano-Cube
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).
© 2014 - 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
© 2014 - 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 (Ag+) freigesetzt, deren
Grösse kleiner als 1nm ist.
 Silberionen sind giftig für Mikroorganismen (z. B. zahlreiche
Bakterien, Einzeller, Pilze, Algen).
© 2014 - 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 Silberpartikel 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 Nanosilberpartikeln 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.
© 2014 - 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
Ag+
Silberionen freigesetzt werden. 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
Ag+
kontinuierlich toxische Silberionen freigesetzt werden. Ag
Innerhalb der Zelle bilden Silberionen mit Schwefel-, Phosphat- und
Aminoverbindungen Silbersalze und verändern so deren FunktionsPO
SH
weise.
34
© 2014 - 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 Nanosilberpartikeln freigesetzten Silberionen gegenüber Mikroorganismen
(z. B. Bakterien, Pilze, Algen, Einzeller)
Ag
Ag+
Ag+
Ag
SH
Ag+
3-
PO4
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
Ag+
© 2014 - Swiss Nano-Cube
Ag+
16
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 Membranstruktur der Zelle.
Silberionen Ag+
Silberionen reagieren mit der
DNS der Mikroorganismen
unter Bildung von Silbersalzen
und verhindern die Zellteilung
Silberionen wechselwirken mit
Enzymen und Proteinen im Zellinneren (Bindung an schwefeloder phosphathaltige Moleküle)
unter Bildung von Silbersalzen
und verändern so deren
Funktionsweise (= Zellatmung,
Stoffwechsel).
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
17
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
18
Antimikrobielle Eigenschaften von
elementarem Silber und Silberionen (1/4)
Begriffserklärungen (1):
1. Unterscheidung zwischen Bakterien und Keimen
Bei Keimen oder Mikroorganismen handelt
es sich um einen "Überbegriff"; dazu zählt
man z. B. Bakterien, Pilze und Algen.
2. Unterscheidung zwischen antibakteriell und antimikrobiell
Der Begriff "antimikrobiell" bedeutet, dass
eine Substanz gegen Bakterien und Pilze
wirkt. Antimikrobielle Stoffe - z. B. Nanosilber
- sind gegen Mikroorganismen (z. B.
Bakterien und Pilze) aktiv: Sie unterbinden das
Wachstum bzw. töten Mikroorganismen ab.
Der Begriff "antibakteriell" bedeutet, dass eine
Substanz gegen Bakterien wirkt.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
19
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
20
Antimikrobielle Eigenschaften von
elementarem Silber und Silberionen (3/4)
Begriffserklärungen (3):
Zerstörung der
Zellwand
Beeinträchtigung der
DNS
Hemmung der
Zellwandbildung
Störung der
Proteinbildung
Es wird zwischen folgenden Wirkungsmechanismen unterschieden:
bakteriostatisch:
bakterizid:
bakteriolytisch:
© 2014 - Swiss Nano-Cube
Bakterien werden an der Vermehrung gehindert
Bakterien werden zwar getötet, sind aber weiterhin physisch
vorhanden
Bakterien werden getötet, ihre Zellwand wird aufgelöst
21
Antimikrobielle Eigenschaften von
elementarem Silber und Silberionen (4/4)
Einige Infos zum Thema "Resistenzbildung":
Unter Resistenz versteht man die Widerstandsfähigkeit eines Lebewesens
gegen schädliche Einflüsse 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 versteht man die erworbene
Widerstandsfähigkeit von 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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
22
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
23
Einsatz von Nanosilber in der Praxis (2/6)
Anwendungsbeispiel: Textilien
© 2014 - Swiss Nano-Cube
24
Einsatz von Nanosilber in der Praxis (3/6)
Warum riecht Schweiss unangenehm?
Videoquelle:
Quarks & Co Sniffer, 08. Juni 2010
Videolink:
http://www.wdr.de/tv/quarks/sendungsbeitraege/
2010/0608/008_kleidung.jsp
Video-Dauer:
28 Sekunden
© 2014 - Swiss Nano-Cube
25
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.
(= Polyester)
Mit Nanosilber ausgerüstete Socken
© 2014 - Swiss Nano-Cube
In das Faserpolymer der Socken sind
Nanosilberpartikel enthalten, die Silberionen
freisetzen; diese wirken antimikrobiell.
26
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 enthält, werden sie durch freigesetzte Silberionen geschädigt, so dass eine Vermehrung
verhindert wird.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
27
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
28
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
29
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 Holzund Farbanstriche

Bekämpft bzw. reduziert üble Gerüche (z. B. Schweissgeruch)

Verwendung als biozide ultradünne Polymerbeschichtungen z. B. auf
Langzeitkathetern

Einsatz in Spezialtextilien für Neurodermitis-Patienten
© 2014 - Swiss Nano-Cube
30
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
31
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
32
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.
© 2014 - Swiss Nano-Cube
33
Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für
Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen
Modul I - Baustein 3: Diskussionen
Datum: September 2014
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]
www.swissnanocube.ch
Diskussion 1: Nanosilber beim Abwaschen
Nanosilber - Mögliche Chancen & Risiken
© 2014 - Swiss Nano-Cube
35
Beispiele für den Einsatz von Nanosilber in
Konsumprodukten
© 2014 - Swiss Nano-Cube
36
Nanosilber - Nutzen und Risiken
Brauchen wir beim Abwaschen Hilfsmittel, die
Nanosilber enthalten?
antibakteriell
Ag+
antibakteriell
Ag+
antibakteriell
Ag+
antibakteriell
Ag+
Abwasch-Schüssel
antibakteriell
Ag+
© 2014 - Swiss Nano-Cube
37
Diskussion 2: Nanosilber in Textilien
Nanosilber - Mögliche Chancen & Risiken
© 2014 - Swiss Nano-Cube
38
Einsatz von Nanosilber in der Praxis
Anwendungsbeispiel: Textilien
© 2014 - Swiss Nano-Cube
39
Nanosilber - mögliche Chancen und Risiken
Brauchen wir "Anti-Stink-Socken", die
Nanosilber enthalten?
© 2013
2014 - Swiss Nano-Cube
40
Die antimikrobielle Wirkung von Nanosilber
und Silberionen auf Mikroorganismen (6/6):
Video: "Mit Silber in der Faser gegen Bakterien"
Videoquelle:
3sat Mediathek
Videolink:
http://www.3sat.de/mediathek/
index.php?display=1&mode=play&obj=24655
Video-Dauer:
3,37 Minuten
© 2014 - Swiss Nano-Cube
41
Nanosilber - mögliche Chancen und Risiken
Brauchen wir "Anti-Stink-Socken", die
Nanosilber enthalten?
© 2014 - Swiss Nano-Cube
42
Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für
Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen
Modul II - Baustein 1: WebQuest
Datum: September 2014
Swiss Nano-Cube/Die Innovationsgesellschaft
Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St. Gallen
Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]
www.swissnanocube.ch
Einführung
Wiederholung: Grundlagen Nanotechnologie
Warum sind Nanopartikel reaktiver als grössere
Partikel des gleichen Materials?
Normales Eisen
Eisen-Nanopartikel
© Campot - Fotolia.com
© Swiss Nano-Cube
© 2014 - Swiss Nano-Cube
?
44
Einführung
Weshalb waren medizinische Instrumente früher
vorwiegend aus Silber gefertigt?
?
© 2014 - Swiss Nano-Cube
45
Beispiele für den Einsatz von Nanosilber in
Konsumprodukten
© 2014 - Swiss Nano-Cube
46
WebQuest "Nanosilber"
1
Einführung
2
Aufgabenstellung &
Gruppenbildung
3
Gruppenarbeit
(Internetrecherche)
www
4
Präsentation &
Diskussion
© Viktor Gmyria - Fotolia.com
5
Evaluation &
Abschluss
© 2014 - Swiss Nano-Cube
47
WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"
WebQuest-Arbeitsschritte
1
Teil des Handouts zum WebQest
(wird an die Lernenden verteilt)
Einführung
2
Aufgabenstellung &
Gruppenbildung
3
Gruppenarbeit
(Internetrecherche)
4
Präsentation &
Diskussion
5
Evaluation &
Abschluss
© 2014 - Swiss Nano-Cube
48
WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"
1
Unklarheiten
/ Fragen bzgl.
Gruppenarbeit
Fragestellungen
klären
(Internetrecherche)
2
Das Vorgehen
innerhalb der
Gruppenarbeit
Gruppe planen
(Internetrecherche)
3
Relevante Quellen in der
beigefügten
Quellenliste suchen u.
Einführung
im Internet recherchieren
4
Mit den im Internet gefundenen
Infos die gestellten Fragen
beantworten
5
Präsentation zusammenstellen
© 2014 - Swiss Nano-Cube
49
WebQuest-Gruppenarbeit "Nanosilber"
1
5 Arbeitsschritte:
Zeitvorgabe:
Unklarheiten / Fragen bzgl.
Fragestellungen klären
2
Gruppenarbeit
Das Vorgehen
innerhalb der
(Internetrecherche)
Gruppe planen
ca. 10 Minuten
Relevante Quellen in der
beigefügten
Quellenliste
Einführung
suchen u. im Internet
recherchieren
ca. 45 Minuten
3
4
Mit den im Internet
gefundenen Infos die
gestellten Fragen
beantworten
ca. 15 Minuten
5
Präsentation
zusammenstellen
© 2014 - Swiss Nano-Cube
ca. 20 Minuten
50
ca 90 Minuten Gesamtzeit
WebQuest "Nanosilber"
1
Einführung
Themen der Einführung:
1. Grundlagen:
- Nanomaterialien
- Nanotechnologien
2. Wie funktioniert WebQuest ?
www
© Viktor Gmyria - Fotolia.com
© 2014 - Swiss Nano-Cube
51
WebQuest "Nanosilber"
2
Aufgabenstellung &
Gruppenbildung
 Selbständige Beantwortung von Fragen zum Thema
Nanosilber mit Hilfe des Webs
 Gruppenbildung: 3-5 Personen pro Gruppe
Thema 1
Thema 2
Wirkungsweise
von Nanosilber
Anwendungen
von Nanosilber
Thema 3
Thema 4
Gefahren für den
Menschen
Gefahren für die
Umwelt
© 2014 - Swiss Nano-Cube
52
WebQuest "Nanosilber"
3
Gruppenarbeit
(Internetrecherche)
Jetzt seid Ihr dran!
+
Viel Spass beim Suchen.
4
Präsentation &
Diskussion
© Viktor Gmyria - Fotolia.com
© 2014 - Swiss Nano-Cube
53
WebQuest "Nanosilber"
5
Evaluation &
Abschluss
Aus- bzw. Bewertung der im Rahmen der
Gruppenarbeiten erhalten Ergebnisse
und Erkenntnisse
Zusammenfassung des Webquests
"Nanosilber"
© 2014 - Swiss Nano-Cube
54