Mit “MAUS” an die Spitze der Nano-Forschung

02.02.2018 - Deutschland

Ob in Kosmetika, Textilien, Elektronik oder Lebensmitteln: Nanopartikel befinden sich längst in vielen Alltagsprodukten, wo sie zum Beispiel Farbe, Wirksamkeit oder Haltbarkeit beeinflussen. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wird zu den Auswirkungen von Nanopartikeln auf Gesundheit und Umwelt geforscht. Neben anderen Verfahren kommt dabei auch die Röntgenkleinwinkelstreuung (Small-Angle X-Ray Scattering, kurz: SAXS) zum Einsatz, mit der Menge und Größe von Nanopartikeln in Proben gemessen werden können. Hier hat die BAM nun einen Meilenstein gesetzt und ein einzigartiges Labor-SAXS-Gerät bauen lassen.

Der rund sechs Meter lange „Multi-scale Analyser for Ultrafine Structures“, kurz MAUS, kann Strukturen mit einer Bandbreite von 0,2 bis zu 2000 Nanometer in großen Probenmengen analysieren. Hinzu kommen neue, an der BAM erarbeitete Datenkorrektur- und Auswertungsmethoden. Mit bisherigen Standardgeräten können nur kleinere Proben bzw. ein kleinerer Nanometerbereich gemessen werden. MAUS soll künftig auch für Partnerinstitute und Universitäten zugänglich sein, um den fachlichen Austausch sowie die Weiterentwicklung und Standardisierung von SAXS zu beschleunigen.

Von SAXS zu MAUS: Nano-Silberpartikel gehen um die Welt

„Der Investition voraus gegangen war ein weltweiter Versuch, inwieweit SAXS-Messungen auf unterschiedlichen Geräten zum gleichen Ergebnis kommen und inwieweit SAXS in der Nanoanalytik generell als verlässliche Messmethode geeignet ist“, erklärt BAM-Mitarbeiter Dr. Brian Pauw, der bereits länger mit SAXS forscht und die Konzeption sowie den Aufbau des Gerätes leitete. Dazu schickte die BAM einheitliche Proben mit Silberpartikeln an 22 führende Labore. Die Ergebnisse stimmten mit einer Genauigkeit von 90 – 98% nahezu überein. „Diese Ergebnisse zeigen, dass SAXS - wenn es richtig gemacht wird - eine zuverlässige Methode zur Messung von Nanopartikeln und Nanostrukturen ist.“

Prof. Dr. Heinz Sturm leitet die Abteilung Materialschutz und Oberflächentechnik sowie den Arbeitskreis Nanotechnologie und ergänzt: „Um auch künftigen Ansprüchen gerecht zu werden, muss das Verfahren fortwährend präzisiert und gemäß aktuellen Anforderungen erweitert werden. Die Investition in das neue Labor-SAXS-Gerät MAUS sehen wir daher als Schlüssel auch im Hinblick auf internationale Kooperationen.“

BAM forscht an einer sicheren und verträglichen Nutzung von Nanomaterialien

Ziel der Forschung ist eine sichere und verträgliche Nutzung innovativer Nanomaterialien über den gesamten Lebenszyklus; von der Materialentwicklung über Produktion, Verarbeitung und Nutzung bis zum Recycling oder zur Entsorgung. BAM-Präsident Prof. Dr. Ulrich Panne betont: „Ob es darum geht, den Flammschutz von Kunststoffen zu verbessern oder Karosserien von Autos und Flugzeugen sicherer zu machen: Wir leisten mit unserer Grundlagenforschung und auch durch die Entwicklung und Definition europäischer und internationaler Normen einen wichtigen Beitrag zur Sicherheit der Nanotechnologie.“

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