Gastkolumne: Der Hype um Nano

Als ich neulich an der Kühltheke gerade die Liste der Inhaltsstoffe eines Joghurts studierte, meinte ein Herr, dass im Joghurt ja Nanoteilchen enthalten und diese sehr gefährlich seien, weil sie noch kleiner als ein Atom wären. Als Chemikerin musste ich gegen diese Aussage Einspruch erheben: Nanoteilchen sind nicht kleiner als ein Atom.

Tatsächlich ist «nano» zunächst nur eine Grössenordnung. So, wie wir vom Zentimeter (cm, ein Hundertstel Meter) sprechen, gibt es eben auch Nanometer (nm) – also ein Milliardstel Meter. Zum Vergleich: Eine menschliche Zelle liegt in der Grössenordnung eines Mikrometers. Ein Nanometer ist um den Faktor 1000 kleiner. Nanoteilchen heissen so, wenn sie 1 bis 100 nm gross sind. Damit sind sie immer noch mindestens zehnmal grösser als Atome, Ionen des Kochsalzes oder kleine Moleküle, wie Zucker (Glucose) oder medizinisch aktive Substanzen in Medikamenten. Soweit die Dimensionen. Die Natur kennt viele Nanoteilchen, zum Beispiel Proteine oder winzige Bestandteile der Vulkanasche. Auch Kolloide und Gele können Nanopartikel enthalten. Allerdings sind diese Teilchen zu klein, als dass man sie mit dem blossen Auge oder einem guten Mikroskop anschauen kann. Daher blieb uns lange vieles von dem verborgen, was sich in dieser Grössenordnung «tat».

Die analytischen Methoden entwickeln sich jedoch ständig weiter, und so gehören Elektronenmikroskope, mit denen man Nanoteilchen sichtbar machen kann, in der Schweiz heute zu den Standardgeräten einer Universität mit naturwissenschaftlicher Aktivität. Endlich kann man Nanoteilchen sehen. Und nicht nur das: Natürliche Nanopartikel wurden besser untersucht, und man stellte durch Analyse antiker römischer Gläser und Kirchenfenster fest, dass der Mensch seit langem Nanopartikel herstellte. Die Wissenschaft lernte mithilfe moderner analytischer Methoden, mit den Nanoteilchen zu arbeiten, sie spezifisch nach Zusammensetzung, Form und Eigenschaften herzustellen und damit neue Materialien zu schaffen. Es entstand ein spannendes neues Forschungsgebiet, und damit verbunden auch Hoffnung auf neue technologische Lösungen für beispielsweise Batterien, Medikamente oder Oberflächen mit selbstreinigenden Eigenschaften. Und nicht nur das, die Welt war begeistert! «Nanos» wurden zum Sammelobjekt in gewissen Supermärkten, eine Fernsehsendung wurde danach benannt, und auch sonst setzte man grosse Hoffnung in diese «neue» Dimension der Materie, die plötzlich sichtbar und kontrollierbar war.

Heute beherrschen wir die Synthese von Nanopartikeln sehr gut und haben auch deutlich mehr Erkenntnisse über deren Auswirkung auf die Gesundheit. Die auf diesem Thema führenden Wissenschaftlerinnen an unserer Universität sind unter anderem die Professorinnen Barbara Rothen-Rutishauser und Alke Fink vom Adolphe-Merkle-Institut. Dort werden Nanoteilchen nicht nur angeschaut und analysiert, sondern es gibt auch verschiedene Zellmodelle, mit denen man deren Effekt auf den Körper studieren kann. Ob Nanopartikel gut oder schlecht sind, muss man genauso untersuchen wie bei den noch kleineren medizinisch aktiven Molekülen. Es gibt hier noch vieles zu erforschen und zu verstehen.

Interessant ist jedenfalls, dass Nanopartikel längst in unserem Alltag vorhanden sind, ohne dass wir es merken – genau wie Atome, Ionen und Moleküle. So, und jetzt werde ich mich ein paar Zucker- und Proteinteilchen widmen und das Abendessen zubereiten. Dazu ein Glas kolloidale Milch!

Katharina M. Fromm wohnt in Freiburg und ist seit 2006 Professorin für Chemie an der Universität Freiburg. Sie ist Mitglied einer FN-Autorengruppe, die im Monatsrhythmus frei gewählte Themen bearbeitet.