Hochschule Bremerhaven  |  20.04.2020 14:44

Auf der Suche nach innovativen Einsatzmöglichkeiten

Neues Institut an der Hochschule Bremerhaven erforscht Nanopartikel

Für das Auge unsichtbar und doch allgegenwärtig: Ob in der Hautpflege, in Farben und Glühlampen oder als Schutz für den Autolack – Nanopartikel finden sich überall im Alltag. Sie sorgen dafür, dass LEDs besonders energiesparend sind und Sonnenmilch gleichzeitig schützt und unsichtbar ist. Doch auch ihre Einsatzmöglichkeiten in der Industrie und Medizin sind vielfältig und noch längst nicht ausgeschöpft. Um die Forschungsaktivitäten im Bereich der Nanotechnologie zu bündeln, wurde an der Hochschule Bremerhaven das Bremerhavener Institut für Nanotechnologie (BINANO) gegründet. Unter der Leitung von Prof. Dr. Benedikt Klobes beschäftigen sich die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter mit der Herstellung, Charakterisierung und Anwendung von Nanopartikeln und nanostrukturierten Materialien.

Nanopartikel sind nicht nur besonders klein, ihre optischen, magnetischen oder elektrischen Eigenschaften unterscheiden sich auch von denen größerer Partikel. Wie dies beispielsweise in der Medizin genutzt werden könnte, zeigt ein aktuelles Forschungsprojekt des Institutsleiters Prof. Dr. Benedikt Klobes. In seinem von der Volkswagenstiftung geförderten Projekt "Switchable Contrast Agents for MRI: Entangling Ultrasound and Hydrogen Relaxation" beschäftigt er sich mit der Entwicklung eines magnetischen Kontrastmittels, das auf Knopfdruck aktiviert werden kann. „Wenn piezoelektrische Nanopartikel Ultraschall ausgesetzt werden, entstehen Radiowellen, wodurch der Kontrast entstehen kann. Durch das An- und Abschalten des Ultraschalls kann auch der Kontrast kontrolliert ab- und angeschaltet werden", erklärt Prof. Klobes Dies würde neue bildgebende Methoden bei der visuellen Darstellung von Tumorzellen in einer Magnetresonanztomografie (MRT) ermöglichen. Reagieren zusätzliche Stoffe in den Nanopartikeln empfindlich auf Tumorzellen, könnten sie sogar speziell "scharf" gestellt werden. „Damit würde die Handlungsmöglichkeit in der Medizin erweitert werden."

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt sind Kohlenstoffnanopartikel. Speziell ihre Fluoreszenzeigenschaften, also die Lichtemission nach vorheriger Lichteinstrahlung, sind für die Forschung von Interesse. Gemeinsam mit seiner Kollegin Dr. Christine Koch hat Prof. Klobes daher die Eigenschaften dieser Nanopartikel, hergestellt aus Lactose und Backpulver, untersucht. In einem weiteren Schritt soll dies nun für die Industrie nutzbar gemacht werden. „Wir möchten versuchen, die Fluoreszenzeigenschaften von Kohlenstoffnanopartikeln für die chemische Sensorik zu nutzen“, erklärt Prof. Klobes sein Vorhaben. Auf diese Weise könnte beispielsweise ein Sensor für die Schwermetallbelastung von Wasser entwickelt werden.

Neben piezoelektrischen und Kohlenstoffnanopartikeln werden auch Ferrofluide und thermoelektrische Oxide auf ihre Eigenschaften hin untersucht. Die Ergebnisse könnten bald neue Einsatzfelder für diese Stoffe erschließen. Weitere Informationen zum Bremerhavener Institut für Nanotechnologie unter www.hs-bremerhaven.de/forschung/institute/bremerhavener-institut-fuer-nanotechnologie-binano/.