EU-Projekte

BUONAPART-E

Better Upscaling and Optimization of Nanoparticle and Nanostructure Production by Means of Electrical Discharges (2012 - 2016)

Ziel des von einem CENIDE-Mitglied koordinierten EU-Verbundprojekts ist es, industrierelevante Mengen von hochwertigen Nanoteilchen möglichst energieeffizient und umweltschonend herzustellen. Die Wissenschaftler bedienen sich dabei der im kleinen Maßstab bereits gut etablierten Verdampfungsmethoden, bei denen durch Funkenschlag oder Plasmaentladung kleine Partikel gebildet werden. Solch ein Prozess ist sowohl sicher als auch flexibel, sodass es möglich ist, in kürzester Zeit durch Austausch der Elektroden ein anderes Material in Form von Nanopartikeln herzustellen.

Zu den 21 Partnern aus Industrie und Wissenschaft gehören unter anderem die Universitäten Lund (Schweden), Delft (Niederlande) und Tampere (Finnland) sowie der Stahlkonzern ThyssenKrupp.

http://www.buonapart-e.eu/

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Einar Kruis (Koordinator)

Managing Risks of Nanomaterials MARINA

Das Projekt steht für integrierte und intelligente Tests, integrierte Bewertung und modulare Verknüpfung von Wissen und Informationen für validierte, wissenschaftlich fundierte Methoden des Risikomanagements. Der Ansatz sieht vor, von toxikologischen Studien spezifischer individueller Nanomaterialien überzugehen auf die Entwicklung von Werkzeugen für eine stärker integrierte systematische Beurteilung von Gesundheits- und Umweltschutz: Bewertung und Kontrolle sollen auf den allgemeinen Risiken für Typen oder Klassen von technisch hergestellten Nanomaterialien auf Basis ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften beruhen. Daher befasst sich das Projekt mit vier zentralen Themen für Risikobewertung und -management von Nanomaterialien: Materialien, Exposition, Gefährdung und Risiko.

http://www.marina-fp7.eu/

Ansprechpartner: PD Dr. Thomas Kuhlbusch (Koordinator)

NanoDome

Nanomaterialien über Gasphasensynthese: Ein designorientierter Modellierungs- und Konstruktionsansatz (2015 – 2018)

Das Hauptziel des NanoDome Projekts ist die Entwicklung eines robusten, modell-basierten Design- und Engineeringwerkzeuges, um die detaillierte Vorhersage von komplexen Nanomaterialstrukturen, hergestellt in einem für die Industrie relevanten bottom-up Gas-Phasensynthese-Prozess, zu ermöglichen. Diese Entwicklung soll unter anderem die Kontrolle bei der Produktion von Nanomaterialien verbessern und den industriell skalierbaren Gas-Phasensynthese-Prozess verfeinern, um die Eigenschaften eines Endproduktes (zum Beispiel Partikelgröße, Oberflächenstruktur, chemische Zusammensetzung, Morphologie und Funktionalisierungs-Beschichtungen) besser beeinflussen zu können. Mithilfe der Ergebnisse dieses Projektes soll potentiellen Endnutzern ein geprüftes Werkzeug, aufgebaut auf wissenschaftlichen Prinzipien, zur Verfügung gestellt werden, welches zum einen ein vorhersagbares Design neuartiger Nanomaterialien sowie neue Gas-Phasen-Produktionswege ermöglicht und gleichzeitig den Entwicklungsprozess verkürzt. Dieses Vorhaben wird man nun in einem Drei-Jahres Projekt mithilfe von Modellrechnungen, Softwareentwicklung und Aktivitäten zur systematischen Bewertung der Entwicklung auf Labor- und Industrie-relevantem Maßstab verfolgen. Bereits bestehende Ansätze zur Modellierung (Lagrange und Stochastik) zu dieser Synthese werden erweitert und mithilfe von Kontinuum-skalierten Reaktormodellen integriert. Diese Verknüpfung soll ein voll funktionsfähiges einzelnes mesoskopisches Modell kreieren, um die Entwicklung einer Nanopartikelpopulation innerhalb eines Steuervolumens in Abhängigkeit von der Zeit zusammen mit einer detaillierten Beschreibung der Zusammensetzung der Nanopartikel in ihrer inneren Struktur (beispielsweise Kernschale, mehrlagige und radial-abhängige Zusammensetzung), Wechselwirkung der Partikel, Koagulation und Morphologie zu ermöglichen. Bei der Bewertung der Entwicklung auf Labor- und Industrie-relevantem Maßstab wird der Fokus auf eine Reihe von Zielmaterialien, die eine große Bedeutung für die EU haben, gelegt. Hierfür werden Technologien genutzt, die zurzeit mit einem Technologie-Reifegrad von 4-6 eingestuft sind. Die beabsichtigten Arbeiten des NanoDome Projekts beinhalten vor allem die oben genannten Herausforderungen, da sie mittels eines Modellierungs- und Analysewerkzeuges eine detailgetreue Vorhersage in einem einstufigen und industriell skalierbaren Gas-Phasensynthese-Prozess der Zusammensetzung komplexer Nanomaterialstrukturen ermöglichen sollen. Dies soll weiterführend die Optimierung von bereits bestehenden Prozessen und deren Entwicklung vereinfachen sowie die Produktionsraten erhöhen.

http://cordis.europa.eu/project/rcn/196842_en.html

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Andreas Kempf (Coordinator)
Prof. Dr. Christof Schulz (Coordinator)
PD Dr. Hartmut Wiggers (Coordinator)

NanOxiMet

Assessment of the use of particle reactivity metrics as an indicator for pathogenic properties and predictor of potential toxicological hazard

Toxikologische Studien der letzten Jahre haben gezeigt, dass die Vorhersage von pathogenen Eigenschaften von Nanomaterialien nicht per se möglich ist und dass umfassende Kenntnisse zum speziellen Nanomaterial selbst notwendig sind. Viele dieser Studien zeigen, dass auch die Partikeloberfläche und die Fähigkeit, reaktive Oxidantien zu bilden, vielversprechende Parameter sind, um die Toxizität von technisch hergestellten Nanomaterialien (MNM) vorherzusagen. Ziel dieses Projektes ist die Einteilung der MNM in verschiedene Gruppen: Dazu bedienen sich die Forscher einer kombinierten Strategie, die auf der einen Seite eine detaillierte Analyse der physikalischen Eigenschaften von ausgewählten MNM-Suspensionen beinhaltet, auf der anderen Seite die sorgfältige Beurteilung ihrer möglichen toxischen Auswirkungen in menschlichen Zellen. Mithilfe dieser Klassifizierung soll der Brückenschlag zwischen der Charakterisierung von Nanomaterialien und ihrer Bewertung hinsichtlich Toxizität gelingen. Dies ist besonders für MNM-Produzenten von Bedeutung.

http://www.siinn.eu/en/joint-calls/2012-first-siinn-call/call-1-founded-projects/nanoximet/,121.html

Ansprechpartner: PD Dr. Thomas Kuhlbusch (Koordinator)

NanoIndex

Assessment of Individual Exposure to manufactured nanomaterials by means of personal monitors and samplers.

Das Einatmen von durch die Luft übertragenen Nanomaterialien (z. B. Nanopartikel) gilt beim Menschen als die kritischste Art der Aufnahme und kann gegebenenfalls zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Die höchste Wahrscheinlichkeit, solchen Nanomaterialien ausgesetzt zu sein, besteht für Arbeitnehmer in Betrieben, in denen diese Nanomaterialien hergestellt, behandelt oder anderweitig verwendet werden. Die Exposition durch Einatmen wird am besten gemessen, indem man die Partikelkonzentration der Luft in der Nähe von Nase und Mund eines Arbeitnehmers bestimmt. Bis vor Kurzem war dies nicht möglich, da es keine geeigneten nano-spezifischen persönlichen Sampler und Probennehmer gab. Diese sind erst seit kurzem verfügbar. Im Projekt „NanoIndex“ wird nun geprüft, inwiefern sie vergleichbar, genau und praktikabel sind. Dabei werden die neuen Instrumente dafür genutzt, die individuelle Exposition von Arbeitnehmern zusammenzufassen und diese in bereits bestehende Datenbanken zu Expositionsmessungen zu integrieren. Dabei werden gleichzeitig Arbeitsvorschriften und Anleitungen für den richtigen Gebrauch der Messinstrumente sowie für die Datenauswertung erarbeitet. Anschließend werden diese veröffentlicht.

http://www.siinn.eu/en/joint-calls/2012-first-siinn-call/call-1-funded-projects/nanoindex/,120

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Christof Asbach (Koordinator)

NU-MATHIMO

New Materials for High Moment Poles and Shields (2013 – 2017)

Die steigende Nachfrage nach höheren Speicherkapazitäten auf dem Weltmarkt erfordert immer kleinere Bauelemente in den Speichermedien. Um Kapazitäten jenseits von 2 TB/in2 in der nächsten Generation der magnetischen Festplatten mittels neuer Schreib-Leseköpfe zu erreichen, werden Materialien mit hohem magnetischem Moment zusammen mit neuen Strukturen für die Schreibköpfe einschließlich einer geschickten Abschirmung benötigt. Nur so kann der notwendige hohe magnetische Fluss auf diesen reduzierten Geräteabmessungen mit starker Fokussierung erhalten werden. Diese Ziele können nur durch eine enge Kooperation zwischen Industrie und Hochschulen erreicht werden (Universitäten Duisburg-Essen und Uppsala (Schweden), IT-Konzern Seagate). Ziel des Programms auf wissenschaftlicher Seite ist es, die Eigenschaften von magnetischen Materialien zu studieren und maßzuschneidern, um höhere Momente zu erreichen als es die derzeitigen Grenzen vermeintlich vorgeben. Die Herstellung ultradünner magnetischer Filme mittels Nanotechnologie ist der wichtigste Ansatz, um dies zu erreichen.

http://cordis.europa.eu/projects/rcn/110355_en.html

Ansprechpartner: Prof. Dr. Heiko Wende (Projektbeteiligter)