Nanotechnologie

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Könnte der Einsatz von Nanomaterialien zukünftig die Folgen von Dürre und Versalzung mildern?
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Wissenschaft und Industrie forschen seit Jahren aktiv an nanotechnologischen Produkten für den Einsatz in der Landwirtschaft. Eine neue Generation solcher Nano-Chemikalien für die landwirtschaftliche Nutzung soll in absehbarer Zeit auf den Markt gelangen. Teilweise sind die Produkte sogar bereits auf dem Markt, ohne dass sie gekennzeichnet werden müssen. Bestehende Agro-Produkte werden auf Nanogrösse reduziert, zudem kommen neuartige nanoskalige Anwendungen hinzu. So werden Pflanzenschutzmittel oder Dünger in Nanokapseln verpackt, mit dem Ziel, die Applikation der Wirkstoffe, die Zeitphase der Wirkung und die direkte Aufnahme durch Pflanzen zu verbessern. Mit Nano-Bodenhilfsstoffen will man die Wasserhaltekapazität des Bodens verbessern oder Nanofasern als Träger von flüchtigen Signalstoffen (Pheromone) zur Regulierung von Schadinsekten verwenden.

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Der Fakt, dass die Agrarindustrie die neue Gentechnik als Lösung für die negativen Umwelt- und Klimaauswirkungen der Nahrungsmittelproduktion auftischt, weil sie darin neues Marktpotenzial sieht, ist uns langsam vertraut. Nun bekommen die neusten Gentechnikverfahren Verstärkung: die Nanotechnologie soll die gentechnische Veränderung von Pflanzen revolutionieren. Dies zeigen Wiener Forscher in einem Überblicksartikel in der Fachzeitschrift „Nature Food“. Für die Industrie besonders interessant: die Technologie soll gentechnisch hergestellten Pflanzen und Pflanzenschutzmitteln mehr Akzeptanz verschaffen und eine erleichterte Zulassung ermöglichen. Einmal mehr wird versucht, die bestehenden Gentechnik-Regelungen zu umgehen.

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Nanopartikel aus Eisen und Silber unter dem Mikroskop. Bild: L. Driencourt CSEM/M. Schönenberger Nano Imaging Lab (SNI/Uni Basel)

Empa-Forscher ermitteln derzeit die Risiken einer relativ neuen Stoffklasse aus winzigen Materialien: Medikamente aus Nanomaterialien. Die winzigen Nanopartikel, die als Träger für Medikamente erforscht werden, könnten in Zukunft ihren Weg in Gewässer, Erdreich und die Luft finden. Bekannt ist bereits, dass manche herkömmlichen Pharmaka, nachdem sie eingenommen oder auf die Haut aufgetragen wurden, in die Umwelt gelangen. In der Tierwelt können beispielsweise Hormon-ähnliche Stoffe zu dünnschaligen Vogeleiern, Fruchtbarkeitsstörungen bei Fischen und Populationseinbrüchen bei Ottern führen.

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Auch bei Mozzarella wird teilweise Titandioxid zugefügt. Bild Clipdealer

Titandioxid - auf den Etiketten mit E171 oder TiO2 gekennzeichnet - wird ab dem 1. Januar 2020 in Frankreich in Lebensmitteln verboten. Das nanoskalige E171 ist ein Lebensmittelzusatzstoff, der als Farbstoff für die weisse Farbgebung von Lebensmitteln dient, etwa zum Aufhellen von Süsswaren, Käse oder Saucen. Neben Lebensmitteln wird Titandioxid auch in Medikamenten einsetzt, um Pillen eine weisse Farbe zu verleihen. Auch in Kosmetikartikeln, in Zahnpasta und Pflegeprodukten kommt der Farbstoff E171 wegen seiner hohen weissen Deckkraft häufig zur Anwendung. Ausserdem enthalten Sonnencreme, Fassadenfarben oder Sport-Shirts Nanopartikel aus Titandioxid. Nanomaterialien werden in Lebensmittelzusatzstoffen unter der E171 (Titandioxid (TiO2)) und Nummer E551 (Siliziumdioxid (SiO2)) bereits seit vielen Jahren eingesetzt. Sie wurden bislang als unbedenklich eingestuft. Doch heute streitet die Wissenschaft darüber, wie gefährlich die nanoskaligen Teilchen in diesen Lebensmittelzusätzen tatsächlich sind. Die SAG hatte bereits im Juni 2015 in ihrem Kommentar zum Aktionsplan Synthetische Nanomaterialien auf die Problematik der „alten“ Nanomaterialien hingewiesen.

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Bestäubende Insekten tragen massgeblich zur Produktivität vieler ökonomisch wichtigen Pflanzen bei. Neben der Honigbiene sind andere natürliche Bestäuber wie Hummeln, solitäre Bienen und Schwebfliegen von grosser Bedeutung. Leider sind mehr als 40 Prozent dieser Insekten vom Aussterben bedroht. Hauptgrund dieses Rückgangs sind Lebensraumverluste durch die Intensivierung der Landwirtschaft gekoppelt mit der vermehrten Anwendung von agrochemischen Stoffen. Solche Stoffe wollen Forscher durch den Einsatz von Nanomaterialien ersetzen. In der Zukunft ist mit einem vermehrten Einsatz der Nanotechnologie in der Landwirtschaft zu rechnen.