Funktionalitätsbasierter, hochsensitiver Nachweis von katalytisch aktiven Nanomaterialien in Quasi-Echtzeit mit Anwendung im Arbeitsplatzschutz

Nanomaterialien besitzen einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften und werden daher bereits in vielen kommerziellen Produkten eingesetzt, obwohl bislang wenig über ihre Wechselwirkungen mit Zellen oder Organismen sowie die davon ausgehenden Gefahren für die menschliche Gesundheit bekannt ist. Insbesondere die katalytische Aktivität von Nanopartikeln wird als biologischer Risikofaktor eingestuft, weshalb eine Echtzeit-Überwachung der Arbeitsplatzluft bei deren Produktion und Weiterverarbeitung äußerst wünschenswert ist. Diese Arbeit beschreibt daher die Entwicklung und Erprobung einer materialspezifischen, funktionalitätsbasierten Nachweismethode für katalytisch aktive Nanoaerosole in der Arbeitsplatzluft. Hierbei wird ein an die Herausforderungen von Arbeitsplatzmessungen angepasster, portabler Apparat vorgestellt. Dieser liefert eine katalytische Aktivitätskonzentration und hiermit eine ganz neue, funktionalitätsbasierte Metrik für die Bewertung der Luft am Arbeitsplatz. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Ausdehnung der entwickelten Messmethode zum Nachweis von Kohlenstoffnanoröhren über katalytisch aktive Syntheserückstände. Um einen möglichen Zusammenhang zwischen partikulärer Reaktivität und schädlichen Auswirkungen auf biologische Systeme zu prüfen, wird zudem die Fähigkeit katalytisch aktiver Aerosole zur Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies in der flüssigen Phase und ihre Oxidationsaktivität in der Gasphase untersucht und vergleichend diskutiert.