Nanopartikeln

Nanopartikel sind Teilchen mit Abmessungen im Nanometerbereich, meist 1 bis 100 Nanometer. Aufgrund des hohen Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnisses weisen sie oft einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften auf, die von Größe, Form und Oberflächenmodifikation abhängen.

Zu den Haupttypen gehören metallische Nanopartikel (Gold, Silber), Metalloxid-Nanopartikel (Titandioxid, Zinkoxid), polymerbasierte Nanopartikel, kohlenstoffbasierte Nanomaterialien (Fulleren, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren) sowie Quantenpunkte, die wegen ihrer spektralen Eigenschaften genutzt werden.

Herstellungsmethoden lassen sich grob in Top-down-Verfahren (Zerkleinerung, Milling) und Bottom-up-Verfahren (Aufbau aus Atomen oder Molekülen, z. B. chemische Reduktion, Gasphasenabscheidung, Sol-Gel) einteilen.

Die Charakterisierung erfolgt mit bildgebenden, spektralen und strukturellen Techniken wie Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Rasterelektronenmikroskopie (REM/SEM), dynamischer Lichtstreuung (DLS) für Größenverteilung, Röntgenbeugung (XRD) und UV-Vis-Spektroskopie.

Anwendungsgebiete umfassen Medizin (gezielte Medikamentenabgabe, Bildgebung), Energietechnik, Katalyse, Elektronik, Kosmetik und Umwelttechnik. Nanopartikel können funktionalisiert werden, um Biokompatibilität, Zielgerichtetheit oder Verringerung der Aggregation zu erhöhen.

Sicherheit und Regulierung betreffen potenzielle toxische Effekte, Umweltverträglichkeit und Lebenszyklus. Risiken hängen von Material, Größe, Oberfläche und Exposition ab. In vielen Regionen gelten Definitionen und Regelwerke für Nanomaterialien (z. B. EU‑Nanomaterialdefinition, REACH, OECD‑Praxis), die Transparenz, Risikobewertung und Kennzeichnung fördern.