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Neuartiger antimikrobieller Schutz in der Pulverbeschichtung für Verbundwerkstoffe

Entwicklung von Detektionssystemen mit elektrochemisch aktiven Oberflächen zur online Überwachung von Filteranlagen

DENANA - Designkriterien für nachhaltige Nanomaterialien

Ziel von DENANA ist die Entwicklung von Kriterien für die Herstellung nachhaltiger Nanomaterialien. Im Fokus stehen Nanopartikel aus Siliziumdioxid, Cerdioxid und Silber, die unter anderem in Schmierstoffen, Abgaskatalysatoren, Medizinprodukten und Poliermitteln eingesetzt werden. Die Nanopartikel werden bei der Herstellung variiert und auf ihr Gefährdungspotenzial hin geprüft. Durch das Ineinandergreifen verschiedener Fragestellungen im Rahmen von DENANA erwarten die Beteiligten im Lauf der nächsten drei Jahre Kriterien für das Design von Nanomaterialien abzuleiten, die sowohl den technischen Ansprüchen genügen, gleichzeitig aber auch das Gefährdungspotenzial minimieren. Es werden die Langzeitwirkungen der Partikel unter realitätsnahen Freilandbedingungen in Gewässern, Sedimenten und Böden untersucht, aber auch ihr Verhalten und ihre Wirkung unter kontrollierten Laborbedingungen. Wesentlich dabei ist, aus der Kombination von Kurzzeittests und langjährigen Untersuchungen Frühwarnindikatoren für Langzeitwirkungen zu ermitteln, die der nationalen und internationalen Umweltregulierung als Entscheidungsinstrument dienen können.

KMU-innovativ - 20: Floweric: Entwicklung eines ELISAs und lateral flow devices zur genotyp-spezifischen Detektion des Erregers der Amerikanischen Faulbrut sowie zur Detektion des Erregers der Europäischen Faulbrut der Honigbiene

Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung spezifischer und sensitiver Diagnostikverfahren, welche die sichere Diagnose der beiden Infektionskrankheiten Amerikanische- (AFB) und Europäischen Faulbrut (EFB) der Honigbiene auf Basis von spezifischen Markerproteinen ermöglichen. Im Fokus des Projektes steht die Entwicklung eines Vor-Ort-Analysekits zur sicheren Diagnose der Infektionskrankheiten und somit zur Überwachung und Diagnostik, welche zur Bekämpfung und Eindämmung der Infektionskrankheiten notwendig sind, um wirtschaftliche Schäden zu reduzieren. Durch Analyse des Proteoms werden differentiell exprimierte Gene identifiziert und hinsichtlich ihres diagnostischen Potentials charakterisiert. Spezifische Markerproteine werden dann für die Entwicklung von hochspezifischen Antikörpern und schnellen Antigen-Nachweisen eingesetzt. Für die Vor-Ort-Analyse wird ein Lateral Flow Assay entwickelt, wobei neuartige Silbernanopartikel-basierte Detektionskonjugate, Sensitivitäten und Spezifitäten des LFA ermöglichen, welche mit herkömmlichen visuell auswertbaren Detektionskonjugaten nicht erreicht werden.

Assessment of the overall environmental exposure by silver ions originating from biocidal products

Due to its antibacterial activity, silver is of increasing importance for many products of everyday use,and for medicinal products. Silver is applied as a solution, as a suspension, and in nanoparticularform. Because of its increasing use and manifold applications, the environmental risk of silver has tobe investigated and assessed considering the potential pathways of entry, environmental concentrationsand ecotoxicological effects. We conducted a literature study to collect the data required for arisk assessment for silver compounds and silver nanoparticles. A preliminary risk assessment wasperformed based on this data.It is demonstrated that an environmental risk for the aquatic compartment and for sewage treatmentplants can be considered as small, but cannot be totally excluded. Prerequisite for the statement isthat the assumptions with respect to the concentration of silver ions in the environment can be validatedby chemical analyses.For soil and sediment, there is an indication for risk. Gaps in knowledge have been identified. Especiallyknowledge about the concentration of silver ions in the environment, the influence of changingenvironmental conditions (e.g. degradation of organic matter, modification of pH) on silver and silvernanoparticles and is limited.

Nanoparticle Fate Assessment and Toxicity in the Environment (NANOFATE)

Concept: NanoFATE has been conceived to fill knowledge and methodological gaps currently impeding sound assessment of environmental risks posed by engineered nano-particles (ENPs). Our vision is to assess environmental fate and risk of ENPs from high-volume products for which recycling is not an option; namely; fuel additive, personal care and antibacterial products. Two market ENPs from each product (CeO2, ZnO, Ag of varying size, surface and core chemistries) will be followed through their post-production life cycles i.e. from environmental entry as spent product, through waste treatment to their final fates and potential toxic effects. This will test the applicability of current fate and risk assessment methods and identify improvements required for a scientific assessment of ENPs at an early stage. Objectives: Such systematic study of the environmental fate and toxicity of selected ENPs will entail addressing 9 S&T objectives: 1: Design, tagging and manufacture of ENPs 2: Analysis of ENP interactions with abiotic and biotic entities 3: Generating predictive models for ENP exposure in waters and sludge-amended soils 4: Studying the fate and behaviour of ENPs through wastewater treatment 5: Determining acute and chronic ecotoxicity 6: Assessing effects of physico-chemical properties on ENP bioavailability 7: Defining mechanisms of uptake, internal trafficking, and toxicity 8: Developing spatial RA model(s) 9: Improving understanding of ENP risks Methodology: The work plan is designed to progress beyond the state-of-the-art through focused work packages. While some objectives are delivered in single WPs, good cross WP integration will secure the key objectives of delivering new methods for quantifying ENP risks. Impact: NanoFATE will provide robust tools, techniques and knowledge needed by stakeholders to understand and communicate risks associated with different ENPs, including their environmental interactions and toxicity.

Abschätzung der Umweltgefährdung durch Silber-Nanomaterialien - vom chemischen Partikel bis zum technischen Produkt - UMSICHT

1. Vorhabenziel Ziel des Vorhabens ist es, für Silbernanopartikel (Ag-NP) grundlegende Daten zu Verhalten, Verbleib und Wirkung in Abhängigkeit der Umgebungsbedingungen zu erarbeiten sowie unter Berücksichtigung der Vorgehensweise nach REACH eine exemplarische Risikoabschätzung durchzuführen. Hierzu werden parallel freie Ag-NP mit klar definierten Eigenschaften und reale Ag-NP enthaltende Produkte (Beispiel: Textilien) in exemplarischen Nutzungsszenarien untersucht, um in einer Risikoanalyse zusammengeführt zu werden. Im Rahmen des Vorhabens werden zudem Methoden entwickelt, die den Nachweis von Ag-NP sowie die Beurteilung ihres ökotoxikologischen Gefährdungspotenzials in relevanten Umweltmedien bzw. 'kompartimenten ermöglichen. Das HI liefert die Datenbasis zu Ag-NP haltigen Textilien, Veränderungen in der Gebrauchsphase durch Reibung und Wäschepflege und stellen Referenztextilien her. 2. Arbeitsplanung Die Ag-NP haltigen Textilien werden charakterisiert (REM, AFM) und der Ag-Gehalt mit ICP-MS und AAS bestimmt. Die antimikrobielle Wirksamkeit wird im Neu- und gealterten Zustand mit Wirksamkeitstests bestimmt. An der Beschichtungsanlage und dem Laborfoulard werden Referenztextilien unter Variation der Verfahrensparameter hergestellt. Die Textilien werden gebrauchsspezifisch im Xenotester gealtert und die Veränderungen charakterisiert. Die Entstehung von Abrieb bei der Wäschepflege und die Veränderungen werden systematisch nach Haushalts- und industrieller Wäsche untersucht.

Teilvorhaben: Modularer Messzellen, Kopplung an Raman-spektroskopischer Techniken und Aufbau eines Demonstrators, Teilvorhaben: Erforschung geeigneter ramanspektroskopischer Methoden

Fate and effect of wastewater-borne manufactured nanomaterials in aquatic ecosystems (FENOMENO)

FENOMENO is an integrative projeto aiming at an understanding of the impact of end-of-life manufactured nanomaterials (MNMs) on the environment. Even though MNMs are mostly removed during wastwaer treatment (WWT), the remaining MNM levels in the effluents are sgnificant and MNMs may show an incresed toxicity for aquatic organisms due to their modification during the WWT. With innovative analytical approaches we will study the fate and effects of wastewater-borne MNMs in an aquatic ecosystem, develop the basis for robust evaluation systems, and design analytical sensor systems for quantitative nanoparticle detection using biochemical markers and Daphnia and fish as sensors. We will use cutting edge approaches to analyse and monitor the biological impact of TiO2 and Ag MNMs on different trophic levels within a relevant food chain (algae-Daphnia-fish) at different levels, from behavioural to biochemical, from laboratory to complementary field studies.

FENOMENO - Verbleib und Auswirkungen von synthetischen Nanomaterialien aus Kläranlagenausflüssen auf aquatische Ökosysteme

FENOMENO stellt ein integriertes, multidisziplinäres Projekt dar, das ein grundlegendes Verständnis der Auswirkungen von synthetischen Nanomaterialien am Ende ihres Verwendungs- bzw. Lebenszyklus auf die Umwelt erzielen soll. Obwohl die ein Teil der MNMs während der Abwasserbehandlung in Klärwerken aus dem Abwasser entfernt werden, bleiben doch signifikante Mengen darin vorhanden und können aufgrund von Modifikationen während bzw. durch die Abwasserbehandlung im Klärwerk eine signifikant erhöhte Toxizität für Organismen im Wasser aufweisen. In FENOMENO untersuchen wir mit innovativen analytisch-chemischen und mikroskopischen Verfahren den Verbleib dieser Ag und TiO2 Nanopartikeln als relevante MNMs aus Kläranlagenausflüssen und deren biologische Auswirkungen auf aquatische Ökosysteme. Das IME ist für die Durchführung von Kläranlagensimulationen und die Untersuchungen zur aquatischen Ökotoxikologie (Alge, Daphnie, Fisch) und Bioakkumulation verschiedener Nanomaterialien im Ausfluss der Kläranlagen verantwortlich. Die Arbeiten finden hierbei gestaffelt statt. - Kläranlagensimulation mit Nanomaterialien und Herstellung der entsprechenden Ausflüsse die Nanomaterialien enthalten. - Untersuchung der Wirkung der Nanomaterialien aus dem Ausfluss auf aquatische Standardorganismen (Alge, Daphnie, Fisch) - Aufbau einer 3-stufigen Nahrungskette über die die Bioakkumulation der Nanomaterialien aus dem Kläranlagenausfluß untersucht wird.

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