Nanosilber




Nanosilber ist die Kurzbezeichnung für Silber-Nanopartikel. Damit handelt es sich bei Nanosilber um Partikel aus Silber, deren Größe im Nanometerbereich (1 nm = 0,000001 mm) liegt, also etwa zwischen 1 nm und 100 nm.

Für Nanosilber bzw. Zubereitungen mit Silber-Nanopartikeln gibt es eine Reihe von Anwendungen und Produkten, zum Beispiel in Haushaltsgeräten (Beschichtungen), Funktionsbekleidung, kosmetischen und hygienischen Artikeln, Nahrungsergänzungsmitteln sowie bei der Wasseraufbereitung u.a.

 

Wirkung

Motivation für die Verwendung von Nanosilber in diesen Produkten ist häufig die antibakterielle Wirkung, die zum einen auf den bioziden Eigenschaften des Silbers und zum anderen auf der Oberflächenvergrößerung von Nanopartikeln im Vergleich zum Volumen beruht.

Nanosilber setzt unter geeigneten Bedingungen Silber-Ionen (Ag+) frei, die auf Mikroorganismen wie Bakterien, (Viren?), Pilzen und Algen toxisch wirken. Diese Silber-Ionen bewirken durch Reaktion mit schwefelhaltigen und phosphorhaltigen Proteinen Veränderungen an den Zellmembranen, wodurch der Zellstoffwechsel und andere Zellfunktionen gestört werden, was letztlich zum Zelltod führen kann. Gleichzeitig wirken die Silbernanopartikel als Silberionen-Depot, die nach und nach Ag+-Ionen freisetzen. Dabei wirken Konzentrationen ab 7 bis 70 mg Silber pro Liter toxisch [1].

Die mit dem Einsatz von Nanosilber verbundenen gesundheitlichen und umweltrelevanten Risiken werden zur Zeit kontrovers diskutiert und sind Gegenstand aktueller Forschungen.

 

Synthese

Die Herstellung von Nanosilber kann auf verschiedenen Wegen mit unterschiedlichen Größen, Formen, Ladungen und Funktionalisierungen erfolgen; wichtigstes Ausmaterial bei den chemischen Verfahren ist die Silber-Verbindungen Silbernitrat AgNO3.

 

Allgemein werden zwei Herstellungsrouten unterschieden:

* Top-down - Methoden gehen von Festkörpern aus, die durch physikalische / mechanische Verfahren so lange verkleinert werden, bis die einzelnen Teilchen im Nanomaßstab vorliegen. Bei diesen meist aufwendigen und zeitintensiven Verfahren werden entsprechende Apparaturen verwendet (zum Beispiel Kugelmühlen, Kolloidmühlen) oder andere Verfahren angewandt (Plastische Deformation).

* Bottom-up - Methoden liefern Nanopartikel ausgehend von atomaren oder molekularen Grundeinheiten.

 

Bottom-up-Verfahren sind unter anderem:

* Fällung

* Sol-Gel-Verfahren

* Mikroemulsionsverfahren

* Gasphasenabscheidung; Chemische Gasphasenabscheidung, CVD

* Inertgaskondensation (IGC)

* Elektrodeposition

 

Begriffsabgrenzungen

Häufig werden - auch in Produktnahmen und Produktbeschreibungen - die Begriffe Nanosilber, kollodiales Silber und Silberdispersion synonym verwendet. Allgemein sind die genannten Bezeichnungen über die jeweiligen Partikelgrößen definiert; ob im einzelnen tatsächlich Nanosilber vorliegt, ist also von der Teilchengröße abhängig:

Bezeichnung Partikelgröße Beschreibung, Anmerkungen
Silberionen< 1nmIn Wasser gelöste Silber-Ionen Ag+
Nanosilber1 - 100 (300) nmHomogen verteilte Silberpartikel auf Oberflächen oder in flüssiger Form als Disperion aus Silberionen, metallischem Silber u.a.
Kollodiales Silberbis 1000 nmHomogen verteilte Partikel aus wenig löslichen Silber-Verbindungen, Silber-Ionen und metallischem Silber. Trübe Flüssigkeit (Opaleszenz).
Silber-Suspension> 1000 nmGemisch aus metallischen Silberteilchen und schwerlöslichen Silber-Verbindungen.

Seltener anzutreffen sind die Bezeichnungen Silbersol oder Silberwasser.

 

Quellen und weitere Informationen

* [1] - Nikolay Stefanov Plachkov:
Bakterizid-Ausrüstung von Kunststoffen mittels Silber- und Silberlegierungs-Nanopartikeln.
Dissertation Chemie, Universität des Saarlandes, (2006), urn:nbn:de:bsz:291-scidok-6241.

* [2] - Siddhartha Shrivastava et al.:
Characterization of enhanced antibacterial effects of novel silver nanoparticles.
Nanotechnology, (2007), DOI 10.1088/0957-4484/18/22/225103.

* [3] - BUND (Herausgeber):
Nano-Silber - der Glanz täuscht.
BUND Studie, (2009).

* [4] - Nanosilber - Altbewährtes mit neuem Etikett.
Internetchemie News, Artikel, (2011).

* [5] - Sicherheit von Nanosilber ungeklärt.
Internetchemie News, (2011).

* [6] - Peter Heinzerling:
Farbige Silberkolloide.
Chemkon, 'Das Experiment', (2011), DOI 10.1002/ckon.201110166.

* [7] - Jörg Diendorf:
Silber-Nanopartikel. Synthese, Stabilität und biologische Wirkungen.
Dissertation Chemie, Universität Duisburg-Essen (2012), urn:nbn:de:hbz:464-20120723-093245-9.

* [8] - Svitlana Chernousova, Matthias Epple:
Silber als antibakterielles Agens: Ion, Nanopartikel, Metall.
Angewandte Chemie, (2012), DOI 10.1002/ange.201205923.

* [9] - Silberpartikel in der Waschmaschine.
Internetchemie News, (2014).

 

Spezielles:

Polyol-Verfahren

* [S1] - Pierre-Yves Silvert et al.:
Preparation of colloidal silver dispersions by the polyol process. Part 1 - Synthesis and characterization.
Journal of Materials Chemistry, (1996), DOI 10.1039/JM9960600573.

* [S2] - Pierre-Yves Silvert, Ronaldo Herrera-Urbina, Kamar Tekaia-Elhsissen:
Preparation of colloidal silver dispersions by the polyolprocess.
Journal of Materials Chemistry, (1997), DOI 10.1039/A605347E.

Aktualisiert am 04. Januar 2017.







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