Das Projekt "NanoGEM - Nanostrukturierte Materialien - Gesundheit, Exposition und Materialeigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ItN Nanovation GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel bei Nano-GEM ist es in AP 1.1. hauptsächlich nanoskalige Zr02 Partikel mit maßgeschneiderter Morphologie und variabler Oberfläche zur Verfügung zu stellen. Insbesondere geht es darum, die Partikel und ihre Oberfläche so zu variieren und modifizieren, dass eine Interaktion und Stabilisierung in biologischen Medien bei den toxikologischen Untersuchungen ermöglicht wird. Bei den Partikeln wird der Agglomerationsgrad eingestellt, sowie die Kristallinität und Morphologie. Bei den Oberflächenmodifizierungen werden verschiedene Stabilisatoren aufgebracht; diese können biokompatible Dextrane oder auch Amine oder Acrylate umfassen. Bei Nanocare wurde von weitestgehend existierenden Stoffsystemen ausgegangen, die nicht gezielt modifiziert oder biokompatibel gemacht wurden. Bei NanoGEM soll dies anders sein und insbesondere die Stabilisierung der Nanopartikel in biologischen Medien und die Interaktion an und in Zellen soll gezielt adressiert werden. In AP 1.3 wird die ItN an der Charakterisierung der Nanopartikel und ihrer Dispersionen mitwirken. 2. Arbeitsplanung Herstellung der Partikel mittels Sol-Gel Induzierter Hydrolyse und nachfolgender schonender Kristallisation im Autoklaven; Deagglomeration in Perlmühlen mit anschließender Dispergierung in verschiedenen Solventien mit Hilfe verschiedener Oberflächenmodifikatoren; die wichtigsten Verfahren zur Charakterisierung umfassen Laserlichtbeugung mit gleichzeitiger Bestimmung des Zetapotentials, Lasergranulometrie sowie DTA-TG.
Das Projekt "Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der Struktur von organischen Chemikalien und deren Sorption an biogeochemischen Oberflächen durch Kombination makroskopischer, spektroskopischer und kalorimetrischer Methoden mit molekularer Modellierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Ökologie, Fachgebiet Bodenkunde durchgeführt. Physicochemical and steric properties of organic chemicals on the one hand and physicochemical surface properties and structural properties of the sorbent on the other hand determine sorptive interactions at biogeochemical interfaces. In order to gain a mechanistic understanding of these interactions we want to combine macroscopic, micro-calorimetric, and spectroscopic methods with molecular modeling. We hypothesise that sorption and distribution of a polar organic chemical at biogeochemical interfaces is either determined by the molecules hydrophobic R-groups ( R-determined ) or its functional groups ( F-determined ). To test our hypothesis we will study sorption of bisphenol A and fenhexamid (R-determined chemicals), and bentazon and naproxen (F-determined chemicals) in pure systems of minerals (kaolinite, illite, gibbsite, and quartz), in model substances for biofilms (polygalacturonic acid and dextran), in combined systems of mineral phases with organic layers, and in topsoils and subsoils. Interpretation and modelling of sorption isotherms and sorption kinetics derived from batch experiments together with results from diffusion experiments with polysugars of variable crosslinking will provide macroscopic insight into sorptive interactions. Information regarding the thermodynamics of sorption will by derived from micro-calorimetry. Spectroscopic (ATR FTIR, NMR) measurements deliver information on molecular interactions and structure. Since all experimental approaches only allow the observation of overall effects, chemical ab initio modeling of interactions of single molecules of organic chemicals with mineral surfaces and organic coatings will allow us to assess the relative importance of R-groups and functional groups for sorption to biogeochemical interfaces.