Netzwerk Nanosilber

Was ist Nanosilber?

Silber ist ein glänzendes Edelmetall aus der 1. Nebengruppe des Periodensystems. Seine Wärmeleitfähigkeit und elektrische Leitfähigkeit übertrifft alle anderen Metalle. In der Natur kommt es als „gediegen Silber“, also als reines chemisches Element vor oder in gebundener Form, wie zum Beispiel in Sulfiden. Es kommt in 0,079 ppm, entsprechend 0,0000079 Prozent, in der Erdkruste vor.

Nano leitet sich von dem griechischen Wort „nános“ für Zwerg ab. Es handelt sich um die Bezeichnung für eine Größenordnung. Ein Nanometer (nm) bezeichnet beispielsweise einen Milliardstel Meter (1 nm=0.000000001 m).

Unter Nanosilber versteht man also Partikel aus metallischem Silber, die einen zumindest in einer Dimension einen Größenbereich von 1-100 nm haben. Nanosilber wird auch als nanokristallines oder nanopartikuläres Silber bezeichnet und kann verschiedenen Formen (z.B. Kugeln, Würfel, Stäbe) aufweisen . 

Was ist das Besondere an Silber/Nanosilber?

Metallisches Silber weist eine hohe elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit auf. Zudem ist Silber biologisch/antimikrobiell wirksam. Die biologische Wirksamkeit kommt zustande, wenn bei Kontakt von metallischem Silber mit Flüssigkeiten Silberionen (Ag+) freigesetzt werden. Diese sind hoch reaktiv und können für die antimikrobielle Wirkung des Silbers verantwortlich gemacht werden.

Durch den Nanomaßstab ergibt sich eine Oberflächenvergrößerung pro Volumeneinheit und damit einhergehend erhöhte chemische, biologische und katalytische Aktivität. Aufgrund der größeren Oberfläche können mehr reaktive Silberionen freigesetzt werden. Somit ergibt sich eine höhere Wirkung gegen Bakterien, Pilze und Viren schon bei geringen Silberkonzentrationen.

Ein Beispiel: Eine Kugel mit einem Durchmesser von 1 m hat eine Oberfläche von ca. 3 m². Würde man das Volumen der Kugel in Nanoteilchen mit Durchmesser 1 nm aufteilen, entstünde eine Oberfläche von 3.141.590.000 m², was einer Fläche von ca. 430.000 Fußballfeldern entspricht. 

Wie groß ist ein Nanometer?

Ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters. Eine Größenabschätzung besagt, dass sich 1 nm zu einer CD verhält wie der Durchmesser einer CD zur Erde. 

Was ist ein Nanomaterial?

Die aktuell von der EU-Kommission empfohlene Definition von „Nanomaterial“ lautet aus dem Englischen übersetzt:

„Ein natürliches, zufällig entstandenes oder gezielt hergestelltes Material, das Partikel in ungebundenem Zustand, als Aggregat oder als Agglomerat enthält, und bei dem mindestens 50 % der Partikel in der Anzahlgrößenverteilung ein oder mehrere Außenmaße im Bereich von 1 nm bis 100 nm haben. In bestimmten Fällen, in denen berechtigte Sorge um die Umwelt, Gesundheit, Sicherheit oder Wettbewerbsfähigkeit besteht, kann die Schwelle der Anzahlgrößenverteilung von 50% durch einen Grenzwert zwischen 1 und 50% ersetzt werden(...).“ 

Definition von Nanomaterialien

Wie wurde Silber im Laufe der Geschichte eingesetzt?

Ebenso wie Gold wird Silber seit Tausenden von Jahren für verschiedene Anwendungsmöglichkeiten verwendet, etwa für Schmuck, Zahnfüllungen, in der Fotographie und in Sprengstoffen. Zudem war Silber lange Zeit ein wichtiges Zahlungsmittel. Das 5-DM-Stück bestand ursprünglich aus einer Silber-Kupfer Legierung.

Nanosilberprodukte werden bereits seit Jahrzehnten hergestellt und verwendet. Die erste bekannte Synthese von Silber in „kleinen räumlichen Abmessungen“, d.h. im Nanomaßstab, wurde von Carey Lea bereits 1889 durchgeführt. Der folgende Einsatz von nanoskaligem Silber war bahnbrechend für die Entwicklung in der Filmindustrie.

Nanosilber wurde in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts auch erfolgreich als Heilmittel oder zur Desinfektion verwendet um das Wachstum von Bakterien zu vermeiden.

Diese Erscheinungsform des Silbers wurde zunächst als „Millimikronsilber oder kolloidales Silber“ bezeichnet. 1920 kam kolloidales Silber in großen Mengen auf den Markt und hatte Regulierungen und Studien zur Folge.

Das erste in den USA unter FIFRA-Regularien registrierte Silberbiozid wurde bereits 1954 zugelassen. Es handelt sich um „Algaedyn“, ein Algizid, das zur Poolreinigung seit der Zulassung problemlos angewendet wird. 

Wie lange nutzt man schon die antimikrobielle Wirkung von Silber?

Silber und insbesondere die Silberionen haben eine sehr lange Tradition aufgrund ihrer bakteriziden Eigenschaften. Bereits die alten Römer lagerten Silbermünzen im Wasser um das Wasser “rein” zu halten und besser, zum Beispiel auf Reisen, lagern zu können. Auch Hippocrates soll Silberpulver bei der Verwendung von Geschwüren empfohlen haben.

Bereits 1884 wurde 1% Silbernitrat Lösung zur Bekämpfung von Erblindung auf Grund von nachgeburtlichen Infektionen bei Neugeborenen eingesetzt. In der heutigen Zeit werden Silber und seine Silbersalze vor allem im Bereich der Behandlung von Verbrennungswunden eingesetzt.

Wie wirkt Silber gegen Mikroorganismen?

Die antimikrobielle Wirkung des Silbers beruht auf den Silberionen Ag+, die an der Oberfläche von Silbernanopartikeln besonders effektiv gebildet werden. Grundsätzlich werden drei Wirkmechanismen angenommen:

Interaktionen der Silberionen mit der Zellmembran führen zu Verringerung in der Anheftung der Mikroorganismen an ihren Untergrund und dadurch zu schlechten Wachstumsbedingungen.

Silberionen blockieren Schritte im Stoffwechsel und verringern dadurch die Vitalität der Mikroorganismen.

Silberionen verursachen Schädigungen im Zellinneren durch unumkehrbare Interaktion mit schwefel- und phosphathaltigen Aminosäuren und Proteinen.

Welche Anwendungsmöglichkeiten und Produkte gibt es für den antimikrobiellen Einsatz von Nanosilber?

Nanosilber wird – vor allem in den USA und im asiatischen Raum - bereits in einer Vielzahl von Produkten eingesetzt. Die Anwendungsbereiche sind sehr groß. Möglich ist der Einsatz unter anderem in Kosmetika, Hygieneartikel und Lebensmittelkontaktmaterialien, Textilien, auf Arbeitsflächen, in medizinischen Geräten, in Filtern (z.B. für Staubsauger, Raumluftbefeuchter, Klimaanlagen), Folien, Rohren, Klinikmöbeln, Fußböden, in der Rasenpflege, zur Wasseraufbereitung, in Wand- und Bodenbelägen (antibakterielle Tapeten, Farben).