Vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekte

nanoGRAVUR – Nanostrukturierte Materialien: Gruppierung hinsichtlich Arbeits-, Verbraucher- und Umweltschutz und Risikominimierung (2015 – 2018)

Bei der Vielfalt existierender synthetischer Nanomaterialien, die mitunter seit Jahrzenten in allgegenwertigen Produkten eingesetzt werden und die zudem auch in zahlreichen Modifikationen (Unterschiede in der Größe, Form, chemischer Zusammensetzung und Oberflächenfunktionalisierung) existieren können, ist der Aufwand zur Untersuchung von Effekten und Verhalten im Rahmen regulatorischer Anforderungen enorm. Bei der Variabilität der möglichen Wirkungen ist es zudem unmöglich, das potentielle Risiko für jedes Nanomaterial im Einzelfall zu prüfen.
Aufgrund dieses komplexen Bildes des heutigen Wissensstandes über die Gefährdung der Schutzgüter durch Nanomaterialien ist es ein zentrales Ziel von nanoGRAVUR, Kriterienkataloge für eine Gruppierung der Nanomaterialien in Hinblick auf Exposition-, Gefährdungs- und Risikopotenziale zu entwickeln. Der Ansatz von Gruppierungen, der bisher nur in speziellen Fällen (u.a. Fasern) verwendet wird, kann u.a. in Bereichen wie der Arbeitsplatzsicherheit, Produktkennzeichnung und Regulierung verwendet werden, wo zurzeit noch auf der Basis von Einzelfallstudien gehandelt werden muss.

http://www.nanopartikel.info/projekte/laufende-projekte/nanogravur

Ansprechpartner: PD Dr. Thomas Kuhlbusch (Koordinator)

INNOKAT– Integration und Applikation von ligandenfreien und kontrolliert ligandenfunktionalisierten Nanopartikeln in der Katalyse (2013 – 2017)

Die Wissenschaftler des Projekts INNOKAT forschen an einem neuen Ansatz zur Herstellung heterogener Katalysatoren. Deren wichtigster Bestandteil sind Nanopartikel aus Edelmetallen, an denen die katalytischen Reaktionen ablaufen. Hier gilt: Je reiner die Oberfläche dieser Partikel ist, desto aktiver sind sie. Daher werden die hier verwendeten Nanopartikel per Laserablation hergestellt: Regelmäßige Laserpulse treffen auf ein Plättchen aus Edelmetall, das in einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, liegt. Dabei schießt der Laser winzige Partikel aus der Oberfläche heraus, die sich sofort in der Flüssigkeit verteilen und ohne Hilfsstoffe stabil bleiben. So benötigen sie keine potenziell giftigen oder desaktivierenden Stabilisatoren und bieten ihre komplette freie Oberfläche für die Reaktionen an. Das seit dem 1. Juli laufende Projekt wird zunächst für vier Jahre innerhalb von „NanoMatFutur“ gefördert.

Ansprechpartner: M. Sc. Galina Marzun (Projektleiterin)

Nanoskalige III-V/Silizium-Heterostrukturen für hocheffiziente Solarzellen (2011 – 2014)

Das Ziel des Gesamtprojekts ist der Nachweis, dass mit Quantentopfsystemen aus III-V-Halbleitern die Shockley-Queisser-Grenze der maximal erreichbaren Solarzelleneffizienz überschritten werden kann, ohne auf Mehrfachzellen zurückgreifen zu müssen. Beteiligt sind neben der UDE das Helmholtz Zentrum Berlin, die Technischen Universitäten Ilmenau und Berlin, das CiS-Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik Erfurt, das Unternehmen Azurspace aus Heilbronn sowie die Humboldt-Universität Berlin.
Im Rahmen des an der UDE stattfindenden Teilprojektes “Wachstum und integrale Eigenschaften koaxialer Nanodrahtsolarzellen“ sollen koaxiale Kern-Mantel-p-i-n-Nanodrähte hergestellt und in Bezug auf ihre Solarzelleneigenschaften untersucht werden. Sie bieten Vorteile durch ihre vergrößerte Oberfläche, die eine ausreichende Lichtabsorption gewährleistet und trotzdem die Transportwege der Ladungsträger kurz hält. Diese und weitere entscheidende Vorteile sowie die Möglichkeit der Epitaxie auf Si-Substraten versprechen eine deutliche Kostenreduktion gegenüber bisherigen Hochleistungssolarzellen.

http://www.innovationsallianz-photovoltaik.de/main/nano-iii-v-pins/

Ansprechpartner: Prof. Dr. F.-J. Tegude (Projektleiter)

NaKoLiA – Nanokomposite für Lithium-Ionen-Anoden (2012 - 2014)

Batterien, die länger halten, mehr Energie speichern und weniger brennbares Material enthalten: Das sind einige Ziele des Projekts „NaKoLiA“, das sich mit neuem, nanostrukturiertem Material für die Anode beschäftigt. Die CENIDE-Wissenschaftler wollen Gewicht, Größe, Ladezeiten und Kosten von Lithium-Ionen-Batterien reduzieren und gleichzeitig die Speicherkapazität erhöhen. All das ohne giftige Substanzen. Die Förderung des Bundesforschungsministeriums erfolgt in der Maßnahme „VIP – Validierung des Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung“, bei der es darum geht, Ergebnisse aus der Grundlagenforschung für die industrielle Verwendung weiterzuentwickeln. Marktreife ist hier das Ziel.

http://www.validierung-foerderung.de/vorhaben/nakolia

Ansprechpartner: Dr. Hartmut Wiggers (Projektleiter)
Prof. Dr. Angelika Heinzel (Projektleiterin)

NanoGem – Nanostrukturierte Materialien-Gesundheit, Exposition und Materialeigenschaften (2011 - 2013)

Ob und inwieweit Nanomaterialien gefährlich werden können, soll das Projekt NanoGEM „Nanostrukturierte Materialien-Gesundheit, Exposition und Materialeigenschaften“ klären helfen. Zentrale Fragen sind hier unter anderem: Werden Nanopartikel vom Körper aufgenommen? Und wenn ja, wie werden sie im Körper abhängig von ihrer Größe, Struktur und ihren Oberflächeneigenschaften verteilt?
Das Forschungsprojekt wird von einem CENIDE-Mitglied koordiniert, insgesamt sind 19 universitäre und private Forschungseinrichtungen sowie Industrie- und Behördenvertreter aus Deutschland beteiligt.

http://www.nanogem.de/

Ansprechpartner: PD Dr. Thomas Kuhlbusch (Koordinator)

CarboLifeCycle

Das Projekt „CarboLifeCycle“ schafft mithilfe definierter Versuchsbedingungen und Testsysteme Grundlagen, um zu verstehen, unter welchen Voraussetzungen, ob und in welchem Ausmaß bzw. in welcher Form Kohlenstoffnanoröhrchen (Carbon Nanotubes, CNT) aus ihrer Kompositmatrix in Atmosphäre, Boden und Gewässer freigesetzt werden. Hierzu werden vorhandene Messstrategien weiterentwickelt, um Kenntnisse über Ausmaß und Pfad der Exposition zu gewinnen. Darüber hinaus untersuchen die Wissenschaftler Wechselwirkungen von CNT mit belebten und unbelebten Kompartimenten unserer Umwelt. Dabei geht es um den Transport und die Wechselwirkungen in Böden und Gewässern und die daraus resultierende Exposition von und ihre Auswirkungen auf Organismen. Solche Effekte können sowohl akut auf Zellebene als auch als Langzeitfolgen für ganze Organismen und ihre Populationen in Erscheinung treten. Mithilfe radioaktiv markierter CNT, die in Komposite integriert werden, sollen Freisetzung und Transportprozesse von CNT erstmals quantifiziert und umweltrelevante Konzentrationen angegeben werden.

http://www.cnt-initiative.de/de/projekte_carbolifecycle.php

Ansprechpartner: PD Dr. Thomas Kuhlbusch (Projektleiter)