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Staubungsverhalten und Partikelmorphologie von Nanokohlenstoffen

Projektnummer: F 2380 Projektdurchführung: Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) / N.N. Status: Abgeschlossenes Projekt

Projektbeschreibung:

Nanokohlenstoffe sind eine Gruppe von innovativen Materialien, zu denen u.a. mehrwandige Nanoröhren aus Kohlenstoff, sogenannte Carbon Nanotubes (CNT), gehören. Sie spielen aufgrund ihrer herausragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften eine immer wichtigere Rolle in vielen Bereichen der Industrie. Durch eine anwendungssichere Gestaltung dieser neuen Materialien sollen nicht akzeptable Risiken für den Menschen von Anfang an weitgehend ausgeschlossen werden. Dieses Projekt untersuchte Ursachen für das sehr unterschiedliche Staubungsverhalten verschiedener CNTs, um daraus Empfehlungen für eine sichere Anwendung abzuleiten.

Es wurden verschiedene Methoden zur tätigkeitsbezogenen Untersuchung des Staubungsverhaltens genutzt, um verschiedene CNTs auf ihre Staubungsneigung zu untersuchen. Die Vergleichbarkeit der verschiedenen Methoden wurde nachgewiesen, was ein wichtiger Baustein für die Bewertung der Materialien hinsichtlich ihrer Staubungsneigung ist. Diese Ergebnisse wurden mit einer Auswahl morphologischer Eigenschaften (z.B. Länge, Durchmesser und Krümmung) verglichen. Die Materialien mit der höchsten Staubigkeit liegen alle in einem Durchmesserbereich zwischen 20 und 50 nm und im unteren Mittelfeld in Bezug auf ihre Krümmung. Dies ist ein interessanter Hinweis, da in diesem Durchmesserbereich ein Übergang zwischen einer kritischen und einer weniger kritischen Rigidität (Fasersteifigkeit) in Bezug auf die gesundheitsschädigende Wirkung erwartet wird. Erste Erkenntnisse aus der Analyse der Faserkrümmung weisen auf einen weiteren Zusammenhang zwischen Staubungsneigung, Morphologie und Rigidität eines Materials hin. Dies wird im Projekt F 2365 weiter erforscht.

Die Projektergebnisse sind insbesondere relevant für die Entwicklung anwendungssicherer Nanokohlenstoffe. Dabei stellen die biobeständigen (also nicht durch biologische Prozesse abbaubaren) CNTs mit einer niedrigen Staubungsneigung, einer unkritischen Rigidität sowie unkritischer Fasermorphologie ein geringeres Gesundheitsrisiko dar, als biobeständige CNTs mit hoher Staubungsneigung und einer Freisetzung von rigiden, kritischen Fasermorphologien.

Kontakt

Fachgruppe 4.5 "Partikelförmige Gefahrstoffe, Innovative Materialien"

Service-Telefon: 0231 9071-2071 Fax: 0231 9071-2070

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