Datum: Autor:Helmut Elbert, Christoph Meili Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]

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Autor: Helmut Elbert, Christoph Meili

Swiss Nano-Cube

Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen

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www.swissnanocube.ch

Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für

Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere

Fachschulen

Nanotechnologie in Wirtschaft und GesellschaftUnterstützt von der UBS Stiftung für Soziales und Ausbildung

11.04.23

© 2014 - Swiss Nano-Cube 2

Modul-Themenfelder

Wichtige Grundlagen zur Nanotechnologie

Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz

Nanotechnik - Politik und Gesellschaft

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Lernmodul: Nanotechnologie in Wirtschaft und Gesellschaft

Bildquelle: Swiss Nanoscience Institute

© 2014 - Swiss Nano-Cube 3 11.04.23

Das Wort "nano" stammt aus dem Griechischen und bedeutet «Zwerg».

Nanotechnik beschäftigt sich mit Strukturen von 1 bis 100 Nanometer (nm).

Ein Nanometer entspricht einem Milliardstel Meter (10-9 m). Zahlreiche Konsumprodukte in der Schweiz enthalten

Nanomaterialien (z.B. Kosmetika, Textilien, Sportartikel, Elektronik-Produkte oder Verpackungsmaterialien).

Wichtige Anwendungsfelder in der Industrie sind Metallbearbeitung, Kunststoffherstellung, Elektronik, Solartechnik, die Optik, Biotechnologie und Medizin.

Nanomaterialien und Nanotechnologien - einige Grundlagen


Besonderheiten bei „Nano“

• Extreme Vergrösserung der spezifischen Oberfläche

• Erhöhung der chemischen Reaktivität

• Veränderung der mechanischen, optischen, elektronischen und magnetischen Eigenschaften

• teilweise Veränderung der toxikologischen Eigenschaften

Fazit: Neue Eigenschaften, aus denen neue Anwendungen resultieren.

Abklärung möglicher neuer Risiken ist erforderlich.


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Themen

Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der SchweizWelche wirtschaftliche Bedeutung hat Nanotechnik weltweit?Welche wirtschaftliche Bedeutung hat Nanotechnik in der Schweiz?Welche Nanoprodukte können wir in der Schweiz kaufen?

Was sind die Potentiale der Nanotechnologie?

Politik und Gesellschaft Was unternehmen Behörden und Politiker zum Schutz von Mensch und Umwelt? Was denkt die Bevölkerung über Nanotechnologie und Nanoprodukte?Wie werden Konsumenten über Nanoprodukte informiert?

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6 © 2012 – SimplyScience

Anzahl der Erfindungen aus dem Nanotechnologie-Bereich, für welche Patentschutz beantragt worden ist; bezogen auf die Einwohnerzahl (Quelle: Europäisches Patentamt, Derwent World Patent Index).

Internationale Spitzenreiterrolle der Schweiz hinsichtlich Innovationen

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Beispiele für Nano-F&E Institutionen in der Schweiz

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Quelle: i-net Basel Innovation network i-Net BASEL Nano 2008-2011


Ausgewählte Forschungseinrichtungen in der Schweiz (alphabetisch)

Adolf Merkle Institute (AMI) an der Universität Fribourg „Binnig und Rohrer Nanotechnology Center“ in Rüschlikon ist eine strategische öffentlich

private Partnerschaft zwischen der ETH und IBM CSEM in Neuchâtel (Swiss Center for Electronics and Microtechnology), deren Aktivitäten

auf einen Technologietransfer mit Unternehmen fokussiert EMPA mit versch. Forschungsgruppen (Materialwiss., Toxikologie, etc.) EPFL (Lausanne) mit dem Center of Micronanotechnology ETH Zürich mit verschiedenen Instituten (Chemie, Physik, Materialwiss.) SNI (Swiss Nanoscience Institute) der Universität Basel; bietet einen Studiengang

"Nanowissenschaften" an Zahlreiche Unternehmen wie z.B. Actelion, Novartis, BASF, Clariant Zahlreiche erfolgreiche Spin-Offs und Start-Ups

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Quelle: IBM Research Zürich


Grosse Unternehmen (180 Mio CHF)

Kleine u. mittlere Unternehmen (KMU) (63 Mio CHF)

Quelle: BFS

F + E-Aufwendungen für Nanotechnologie nach Wirtschaftszweig und Unternehmensgrösse, 2008 in Mio CHF u. in % (gerundete Zahlen)

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Geschätztes Weltmarktvolumen der Nanotechnik bis 2015

NSF

In Realis

European Nano Business Assoc.

Evolution Capital

Sal. Oppenheim

Microtechnology Innovation Team, Deutsche Bank AG

Trend

Umsatz in Mrd. €(logarithmischer Maßstab)

10.000

1000

100

10

0

Jahr

2000 2005 2010 2015

Marktstudien von:

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Quelle: Deutsche Bank, Microtechnology Innovation Team


Umsetzungsstärke bzgl. Nanotechnologien

Schweiz

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Bildquelle: Lux Research, Inc.Ranking the Nations on Nanotech: Hidden Havens and False ThreatsAugust 2010


Japan und USA sind die grössten Investoren in die Nanotechnik

750710

204150 131 111

200

Japan U.S. Europe China Korea Germany Taiwan

Globale Investitionen in die Nanotechnik 2003

$ 800

700

600

500

400

300

200

100

0

2003

Inve

stit

ion

en (

Mio

)

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Quelle: TELEPOLIS, Publikation Jochen Röpke & Elizaveta Kozlova 20.02.2004 „Die Kopplung von Wissenschaft und Innovation durch Unternehmertum erzeugt Wachstum“


Elektrotechnik 22% Auto-Zulieferer

25%

Handel 18%

Chemische Industrie 27%

Oberflächen 3%

Stein 2%

Keramik und Glas 4%

Verteilung der Anwendungen von Nanomaterialien innerhalb der Schweizer Industrie (Suva-Umfrage 2007)

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Quelle: SUVA-Umfrage 2007


Geografische Verteilung der Mikro- und Nanoaktivitäten in der Schweiz

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Quelle: Die Position der Schweiz [SWX: Das schweizerische Kompetenznetz in der Mikro-und Nanotechnologie]


Beispiele von Industrie-Unternehmen mit Nano/ Raum NWCH

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Quelle: i-net Basel Innovation network i-Net BASEL Nano 2008-2011

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Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage 2007 in der Schweiz (Auftraggeber Suva) 600 Unternehmen arbeiten mit Nanopartikeln In diesen Firmen arbeiten ca. 1'300 Personen an Arbeitsplätzen, wo

Nanopartikel zum Einsatz kommen (dies sind etwa 0.6% der Firmen und etwa 0.08% der Arbeiter des Schweizer Produktionssektors).

Nanomaterialien, die in einer Menge von mehr als 1 Tonne pro Jahr eingesetzt wurden, sind: Russ (Carbon Black), Titandioxid, Eisenoxid, Polymere, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid und Silber.

Nanopartikel-Anwendungen gibt es vorwiegend in der chemischen Industrie, bei Automobil-Zulieferern, Elektrotechnik-Unternehmen, allgemeinem Handel, Oberflächen-Behandlungsfirmen, Keramik- und Glasbetrieben sowie in der Stein-Behandlung.

In anderen Branchen gibt es erst sehr wenig Unternehmen, die Nanopartikel einsetzen. Die Zahl der Betriebe ist dort zu klein, um mit der verwendeten Stichprobenmenge zuverlässig abgeschätzt zu werden.


Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage 2007 in der Schweiz (Auftraggeber Suva)

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Die Produktion in Schweiz entlang der ganzen Wert- schöpfungskette umfasst insgesamt ca. 2‘500 t Nano- materialien (Konzentration auf Nischenprodukte). In Europa sind zur Zeit 300’000 bis 400’000 Personen direkt im Bereich der Nanotechnologie beschäftigt.

Heinrich Rohrer und Gerd Binnig haben das Rastertunnelmikroskop entwickelt. 1986 wurden die beiden Forscher (IBM-Labor in Rüschlikon) für diese Arbeit mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

Bildquelle: Swiss Nanoscience Institute

Bildquelle: US Pat. 4343993. IBM. J. Res. Dev. v.30, N4, 355 (1986).


Ausgewählte Anwendungsfelder

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Quelle: http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/55700/nano_quo_vadis.pdf?command=downloadContent&filename=nano_quo_vadis.pdf.http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/ Nanotechnologie - quo vadis?



Themen


Welche wirtschaftliche Bedeutung hat Nanotechnik weltweit?

Welche wirtschaftliche Bedeutung hat Nanotechnik in der Schweiz?

Welche Nanoprodukte Können wir in der Schweiz kaufen?

Was sind die Potentiale der Nanotechnologie?

Politik und Gesellschaft

Was denkt die Bevölkerung über Nanotechnologie und Nanoprodukte?

Wie werden Konsumenten über Nanoprodukte informiert?

Was unternehmen Behörden und Politiker zum Schutz von Mensch und Umwelt?

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Öffentliche Wahrnehmung und Wissen

•Die öffentliche Wahrnehmung der Schweizer Bevölkerung zum Thema Nano ist generell positiv. Nanotechnologie wird eher mit Innovation, Fortschritt und Nutzen assoziiert.

•Das Wissen über Nanotechnologie in der Bevölkerung ist lückenhaft und hat in den letzten Jahren eher abgenommen.

•65% der Befragten haben den Begriff Nanotechnologie schon einmal gehört, jedoch fühlen sie sich im Schnitt eher schlecht über das Thema Nano informiert.

•Bevölkerung ist anfälliger für negative Meldungen und lässt sich stärker verunsichern. Die ambivalente Einstellung zur Nanotechnologie könnte damit leicht ins Negative umschlagen (ähnlich wie Agro-Gentechnologie).

•Fehlende Akzeptanz bei Konsumenten würde dann direkt zu sinkenden Umsätzen bei den Unternehmen führen.

•Empfehlung der Autoren der Studie: Unternehmen und der Staat sollten ihre Kommunikation auf die Reduktion von Unsicherheit und Unwissenheit bei den Verbrauchern fokussieren.

Quelle: Studie „Was Verbraucher über Nanotechnologie wissen und wissen wollen“ im Auftrag des Ministeriums für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz (MLR) Baden-Württemberg, Stuttgart Dipl. oec. soc. Sabine Bietz, Prof. Dr. Lucia Reisch, Dr. Roland Perz.



Behörden und die Politik müssen sicherstellen, dass durch die Nanotechnologien keine Risiken für Mensch und Umwelt entstehen.

In der Schweiz hat der Bundesrat im Jahr 2008 einen Aktionsplan «Synthetische Nanomaterialien» verabschiedet, welcher verschiedene Massnahmen enthält.

Unter anderem sollen: 1. ein Dialog mit den relevanten Anspruchsgruppen (Bürger,

Unternehmen, NGO, etc.) über Chancen und Risiken geführt werden. Stakeholder-Dialog

2. die bestehende Gesetzgebung zum Schutz von Mensch und Umwelt vor Nano-Gefahren überprüft und wo nötig angepasst werden. Regulierung

3. Unternehmen zur Selbstkontrolle verpflichtet werden und freiwillige Massnahmen unterstützt werden. Selbstverpflichtung

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Quelle: BAG – Titelblatt Aktionsplan

Quelle: hermione13 – 123rf.com

Bildquelle: © Lydia Albersmann - Fotolia.com

Quelle: luzernmobil.ch


Regulierung und Selbstverpflichtung

Der Umgang mit Chemikalien (auch Nanomaterialien) wird in verschiedenen Gesetzen und Verordnungen geregelt. Derzeit gibt es in der Schweiz keine speziellen «Nano-Gesetze», allerdings werden nanospezifische Anpassungen diskutiert.

Im Rahmen der Regulierung passt die Schweiz häufig ihre nationale Gesetzgebung an die der EU an. Neue Verordnung in der EU: Seit Juli 2013 müssen Nanopartikel in Kosmetikartikeln mit "(nano)" gekennzeichnet werden.

EU und CH haben jeweils einen sogenannten Aktionsplan erlassen, der Rahmenbedingungen für den Umgang mit künstlich hergestellten Nanomaterialien schafft.

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Bildquelle: Cash.online Finanznachrichten v. 28.10.2013, Artikel „BVK-Studie: Regulierung gefährdet die Vorsorge“


Schweizer Detailhändler haben 2008 ihre Prinzipien im Umgang mit Nanotechnologien in einem sogenannten «Code of Conduct» (Verhaltenskodex) festgeschrieben.

Sicherheit: Die Detailhändler verpflichten sich nur sichere Produkte im Sortiment zu haben. „Es werden nur Produkte ins Sortiment aufgenommen, die nach dem Stand von Wissenschaft und Technik bei der Herstellung und der ordnungsgemässen Anwendung für Mensch, Tier und Umwelt unbedenklich sind.“Offene Informationspolitik: „Die Mitglieder verpflichten sich, Informationen über Nanotechnologien von ihren Herstellern und Lieferanten einzufordern. [Sie] informieren sich aktiv über die laufende Entwicklung bezüglich gesetzlicher Regelungen und neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse zu den Nanotechnologien.“

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Quelle: Code of Conduct Nanotechnologien der IG DHS– Version vom 5. Februar 2008

Code of Conduct - Transparenz und Sicherheit bei Nano-Konsumprodukten



Code of Conduct - Transparenz und Sicherheit bei Nano-Konsumprodukten (2/2)

Transparenz: „Der Detailhandel verpflichtet sich, die Konsumentinnen offen über Produkte mit Nanotechnologie zu informieren. Der Detailhandel stellt sicher, dass in Produkten, bei denen Nanotechnologien ausgelobt werden, diesen Technologien entsprechende Bestandteile und/oder Wirkungsweisen enthalten sind.“

Wahlfreiheit: Konsumenten sollen transparent und offen über Nanomaterialien informiert werden, damit Wahlfreiheit beim Kauf möglich ist.

Es werden öffentlich zugängliche Listen mit Nanoprodukten publiziert, welche periodisch aktualisiert werden. Die Listen umfassen zusammengenommen ca. 70 Produkte bzw. Produktgruppen.

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Quelle: Code of Conduct Nanotechnologien der IG DHS– Version vom 5. Februar 2008



TA-SWISS Studie 2013

Die aktuelle TA-Swiss Studie zu den Auswirkungen von Nanomaterialien auf Umwelt und Gesundheit empfiehlt:

Wissenslücken zu füllen: es fehlen Studien über langfristige Auswirkungen von Nanopartikeln. Abklärungen durchzuführen bezüglich der Entsorgung von Nanomaterialien (inkl. Untersuchungen wie Nanopartikel dabei in die Umwelt gelangen und wie man das verhindern kann). Nanomaterialien fördern, die einen nachgewiesenen Nutzen für die Umwelt haben (insb. solche mit dem Potential für Einsparungen von Energie und zur Minderung des Ausstosses von Treibhausgasen).Im Alltag weit verbreitete Nanoprodukte in einem Register aufführen und kennzeichnen: dient der Orientierung und Wahlfreiheit der Konsumenten.Schweizer Recht mit den Vorgaben der EU harmonisieren, punktuell sogar über EU-Recht hinausgehen.

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Quelle: Zusammenfassung der Studie von TA-SWISS „Nanomaterialien: Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit“ (2013)



Nanotechnologien in der Schweiz: Stärken und Herausforderungen• Schweiz ist weltweit Nr. 1 in Forschung Verbesserungspotential bei

Umsetzung der Forschungsergebnisse in Produkte

• Schweiz ist weltweit Nr. 1 bzgl. Patentanmeldungen pro Kopf

• Ausdifferenzierte Forschungslandschaft (Hochschulen, Industrie etc.)

• Positive Grundstimmung der Bevölkerung gegenüber Nano-Innovationen

• Wachsende Nachfrage nach neuen Studien- und Ausbildungsgängen

• Gute industrielle Basis: > 600 Unternehmen arbeiten auf Nanotechnologie-Gebiet

• Untersuchung möglicher toxischer Wirkungen von Nanopartikeln fortsetzen

• Dialogprozesse in allen gesellschaftlichen Gruppen fortsetzen

• Inhalte und Instrumente des Aktionsplans "Synthetische Nanomaterialien" in Unternehmen aktiv anwenden

Fazit: Das Thema Nanotechnologien ist in der Schweiz positiv belegt.

Zusammenfassung

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Datum: Autor:Helmut Elbert, Christoph Meili Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 04, [email protected]