Seit einigen Jahren werden spezielle Beschichtungen gegen mikrobiellen Befall Unter Befall wird die Besiedlung durch Schadorganismen (Mikroorganismen, Insekten oder Holzschädlinge) und die nachfolgende Einwirkung der Organismen auf das Holz, an Fassaden sowie in Innenräumen angeboten, die mithilfe der Nanotechnologie funktionale Oberflächen versprechen. Der unspezifische Sammelbegriff der Nanotechnologie wird hierbei für ganz unterschiedliche Prinzipien aus verschiedenen Natur- und Ingenieurwissenschaften wie z. B. der Quantenphysik und den Materialwissenschaften, der Elektronik und Informatik sowie der Chemie und Mikro-, Molekular- und Zellbiologie zusammengefasst. Die einzige Gemeinsamkeit in all diesen Technologien ist die Größenordnung von einigen Nanometern, in der diese Prinzipien stattfinden. Ein Nanometer ist ein Milliardstel eines Meters (10-9) und bezeichnet einen Grenzbereich, in dem die physikalisch-chemischen Oberflächeneigenschaften gegenüber den Volumeneigenschaften der Materialien eine immer größere Rolle spielen und zunehmend quantenphysikalische Effekte berücksichtigt werden müssen. Im Vergleich zu größeren Partikeln gleicher chemischer Zusammensetzung weisen Nanoteilchen eine höhere chemische Reaktivität, eine größere biologische Aktivität und ein stärkeres katalytisches Verhalten auf. Ursache hierfür ist die stark vergrößerte Oberfläche, so dass man in der Nanotechnologie von „größeninduzierten Funktionalitäten“ spricht.
Allerdings sollte man die Nanotechnologie nicht auf die Miniaturisierung von Dingen reduzieren, denn nanoskalierte Stoffe und Oberflächen weisen zum Teil komplett neue Eigenschaften auf. Hierbei muss unterschieden werden, ob Stoffe und Oberflächen auf der nanodimensionalen Größe aktiv verändert werden (Atom für Atom oder Molekül für Molekül) oder durch eine immer bessere Diagnostik diese Eigenschaften heute „nur“ sichtbar gemacht werden, obwohl diese auch früher schon vorhanden waren. Hierzu gehören z. B. nanoskalierte Pigmente und Additive (in der Beschichtungsindustrie), Fasern (in der Bekleidungsindustrie), Vitamine Ähnlich wie die essentiellen Aminosäuren stellen Vitamine Wachstumsfaktoren für Mensch und Tier dar, so dass sie als Medikament oder zur und Zusatzstoffe (in der Lebensmittelindustrie), Prozessoren (in der Informatik), Wirkstoffe (in der Medizin) oder Kontrastmittel (in der Diagnostik).
Die gleichen Eigenschaften, die nanoskalierte Stoffe und Oberflächen für Forschung und Entwicklung interessant machen, können auch neue Gefahren für Gesundheit Umgangssprachlich ist es üblich, Gesundheit mit dem Gegenteil oder der Abwesenheit von Krankheit zu beschreiben. Auch wenn die individuelle Gesundheit und Umwelt mit sich bringen. Nach heutigem Kenntnisstand geht man davon aus, dass Nanopartikel Partikel, die in jeder Dimension kleiner als 100 nm sind. Sie können sowohl aus einem einzigen Element bestehen (z. B. aufgrund ihrer geringen Größe im Körper z. B. Membranfenster im Darm, in den Lungenbläschen Siehe Alveolen. oder sogar Zellkernmembranen passieren können, was gesundheitliche Beeinträchtigungen nach sich ziehen kann. Die Erforschung über die Wechselwirkung der unkontrollierten Freisetzung nanoskaliger Partikel Feste oder flüssige Teilchen in schwebefähiger Verteilung in Flüssigkeiten oder Gasen. im menschlichen Immunsystem Der Begriff Immunsystem ist aus dem Lateinischen immunis (= verschont oder unberührt) abgeleitet. Es ist ein komplexes System zur Abwehr hinkt noch stark hinterher und liefert aktuell mehr Fragen als Antworten. Daher können lt. Umweltbundesamt Zu den Aufgaben des Umweltbundesamtes (UBA) gehören u. a. die wissenschaftliche Unterstützung und Beratung des BMU und der Bundesregierung in ( UBA Siehe Umweltbundesamt. ) nach derzeitigem Kenntnisstand keine ausreichenden Angaben zu möglichen Risiken und Nebenwirkungen dieser Produkte gemacht werden.
Hinter dem Begriff der funktionalen Oberflächen verbergen sich Beschichtungssysteme, die mithilfe der Nanotechnologie spezifische Oberflächeneigenschaften aufweisen sollen. Im Kontext der Schimmelpilzprävention handelt es sich immer noch um eher theoretische Überlegungen, die den Nachweis unter praktischen Bedingungen bisher schuldig geblieben sind.
Einer dieser Ansätze sind spezielle Innenfarben, die das Prinzip der Photokatalyse Die Definition einer Photokatalyse ist unter Experten umstritten. Nach Plotnikow kann jede durch Licht ausgelöste chemische Reaktion als photokatalytisch bezeichnet nutzen wollen, um Mikroorganismen Mikroorganismen stellen die Wurzel des „Stammbaums des Lebens“ auf der Erde dar. Sie produzieren etwa zwei Drittel der gesamten Biomasse zu zersetzen. Hierbei wird der Dispersionsfarbe ein spezielles Pigment – ein Titandioxid – zugegeben, das für die photochemische Reaktion verantwortlich ist. Der Wirkmechanismus der Photokatalyse ist bereits seit Jahrzehnten bekannt. Hierbei werden chemische Substanzen unter Einfluss von Licht einer bestimmten Wellenlänge umgewandelt. Sauerstoff übernimmt die Rolle als Oxidationsmittel, Licht als Energielieferant und ein spezielles Titandioxid die Rolle als Auslöser der Reaktion (Katalysator). Bei dem Titandioxid wird die besonders reaktionsfreudige Anatas-Form verwendet. Somit soll bereits herkömmliche Beleuchtung in Innenräumen bzw. diffuses Tageslicht ausreichen, um mit denen beim photokatalytischen Prozess entstehenden Sauerstoffradikalen die Zellmembran von Viren Viren, abgeleitet aus dem Lateinischen (virus = Schleim, Saft, Gift) werden in der Mikrobiologie genetische Elemente in Form von Nukleinsäuren , Bakterien Der Begriff Bakterien (Bacteria) ist aus dem altgriechischem (bakterion = Stäbchen) abgeleitet und wird in der Mikrobiologie traditionell für alle und anderen Mikroorganismen zu zerstören, ohne dass eine direkte Sonnenbestrahlung notwendig ist. Hintergrund der Überlegungen ist, dass sich das nanoskalierte Titandioxid durch eine hohe Leitfähigkeit auszeichnet, die durch Lichtphotonen angeregt wird. Beim Auftreffen der ultravioletten Strahlen werden negativ geladene Elektronen freigesetzt, so dass die nanoskalierten Pigmente mit der Luftfeuchtigkeit In der Umgebungsluft befinden sich stets mehr oder weniger große Mengen an Wasserdampf. Der Anteil an Wasserdampf kann örtlich und reagieren und infolgedessen Sauerstoffradikale bilden. Diese verfügen über ein hohes Oxidationspotenzial und sind in der Lage, organische Moleküle abzubauen. Daher geht man davon aus, dass diese Beschichtungen eine Fungizide (von lateinisch fungus = Pilz und caedere = töten, vernichten) gehören zur Gruppe der Biozide. Es sind Substanzen unterschiedlicher chemischer Wirkung haben – ein wissenschaftlicher Nachweis darüber fehlt allerdings bis heute. Weitere Anwendungen von photokatalytischen Innenfarben sollen im Abbau von Schadstoffen wie Formaldehyd Formaldehyd ist eine stechend riechende Verbindung aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff mit der Formel HCHO oder CH2O und wurde 1867 oder auch Nikotinbelastung liegen. Umstritten sind Photokatalytische Beschichtungen Im Rahmen der Nanotechnologie wurden auch photokatalytische Beschichtungen entwickelt. Hierbei werden spezielle, nanoskalige Titandioxid-Pigmente als Katalysator eingesetzt, die unter dem vor allem in Bezug auf die Frage, ob die freigesetzten Sauerstoffradikale auch andere biochemische Prozesse anregen und neue Schadstoffe Schadstoffe sind definiert als chemische Elemente oder Verbindungen mit nachgewiesener oder vermuteter schädigenden Wirkung auf Mensch und Umwelt (Tier, Pflanze oder neue Verbindungen bestehender Schadstoffe bilden können.
Ein anderer Ansatz besteht darin, kolloidales Silber als Nanopartikel mit einer Größe von < 10 Nanometer in eine Innenfarbe einzubinden. Das Wirkprinzip dieses hochdispersen Additivs basiert darauf, dass an der Oberfläche geringste Mengen an Silberionen freigesetzt werden. Diese sollen lt. Herstellerangaben in die Zellwandsynthese des Schimmelpilzes eingreifen, die Membran zerstören und die Enzyme Enzyme sind spezialisierte organische Substanzen, meist Polymere aus Aminosäuren, die als Biokatalysatoren wirken und im Stoffwechsel der Lebewesen fast alle manipulieren. Des Weiteren wird der Nährstofftransport und die Bildung von Eiweißstrukturen unterbunden, so dass eine weitere Vermehrung (Fortpflanzung) der Mikroorganismen verhindert wird. Dies ist reine Theorie (oder Marketing), da sämtliche Bestandteile einer Beschichtung in die Bindemittelmatrix fest eingebunden sind und nicht einfach „freigesetzt“ werden. Wäre dem so, dürften diese Innenfarben in Innenräumen gar nicht eingesetzt werden, da das Einatmen von nanoskalierten Silberpartikel eine hochgradige Gesundheitsgefahr darstellen würde. Zumal die Hersteller in den Gefahrenhinweisen selbst darauf hinweisen, dass die nanoskalierten Silberpartikel in dem Polymer eingebunden sind und nicht austreten können.
Die zelltoxische Wirkung von nanoskalierten Silberpartikeln auf das menschliche Immunsystem ist noch nicht ausreichend erforscht. Bekannt ist, dass Silberionen auch mit Strukturen menschlicher Zellen reagieren. In Tierversuchen wurde nachgewiesen, dass Nanosilber durch Zell- und DNA-Schädigungen Krebserkrankungen auslösen oder begünstigen kann. Ob dieses Risiko beim Menschen ebenfalls besteht, ist nach derzeitigem Kenntnisstand nicht eindeutig belegt, aber auch nicht widerlegt. Experten gehen aber davon aus, Nanosilber die schädlichen Wirkungen von Silber noch einmal deutlich übertrifft und bereits bei vergleichsweise niedrigen Silberkonzentrationen ein hohes toxisches Potenzial zeigt. Infolgedessen empfiehlt z. B. das Bundesinstitut für Risikobewertung ( BfR Bundesinstitut für Risikobewertung ), das Einatmen nanohaltiger Sprühnebel sowie nanoskalierten Silberpartikeln aufgrund der nicht ausreichend geklärten Gesundheitsrisiken unbedingt zu vermeiden.
Hinzu kommt, dass Silber nur eine antibakterielle und viruzide Wirkung hat. Nachweise, auf die sich die Hersteller in ihrer Werbung beziehen, basieren immer auf Versuche gegen Bakterien wie z. B. Escherichia coli Escherichia coli ist ein säurebildendes, stäbchenförmiges Bakterium, das im menschlichen und tierischen Darm vorkommt. Benannt wurde es 1919 nach seinem und Staphylococcus aureus. Einen wissenschaftlichen Nachweis, dass Silber auch speziell gegen innenraumtypische Schimmelpilze Pilze sind weit verbreitete Organismen auf der Erde und besiedeln unterschiedlichste Substrate, auf oder in denen sie auf Grund ihrer wirkt, gibt es dagegen bis heute nicht. Auch Versuche, Silber- und Zink-Ionen miteinander zu kombinieren, brachten keine Verbesserungen in der fungiziden Wirkung.