Verbesserte Nachweisverfahren für Nanoplastik durch Einsatz von UV-Autofluoreszenz zur Steigerung der Sensitivität

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg Enderlein
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568659119

Der weitverbreitete Einsatz von Kunststoffmaterialien hat zu einer wachsenden Umweltkrise geführt, wobei Mikro- und insbesondere Nanoplastik erhebliche Herausforderungen darstellen. Nanoplastik, definiert als Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 1 μm, stellt aufgrund ihres Potenzials für tiefes biologisches Eindringen und ihrer langanhaltenden Persistenz die größte Bedrohung dar. Während aktuelle Analysemethoden effektiv Partikel größer als 3 μm detektieren können, bleibt die Identifikation und Quantifizierung von Nanoplastik eine erhebliche technologische Hürde. Das Projekt NanoPlasticsDetect zielt darauf ab, neue Wege in der quantitativen Detektion von Nanoplastik zu beschreiten, indem zeitaufgelöste ultraviolette (UV) Autofluoreszenz genutzt wird. Kunststoffe emittieren bei UV-Bestrahlung eine intrinsische Autofluoreszenz, die eine deutlich höhere Empfindlichkeit als bestehende Raman- oder Infrarot-Spektroskopien ermöglicht. Zentrales Ziel ist es, die Nachweisgrenze durch diese Autofluoreszenz erheblich zu verbessern und Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 30 nm zu detektieren. Eine weitere innovative Eigenschaft der Methode ist die Fähigkeit, verschiedene Kunststofftypen anhand ihrer Autofluoreszenz-Lebensdauer zu unterscheiden. Diese Herangehensweise erfordert die Entwicklung fortschrittlicher Charakterisierungstechniken sowie ein vertieftes Verständnis der UV-Photophysik von Nanoplastik. Das Projekt NanoPlasticsDetect schließt diese Lücke, indem es neueste Entwicklungen in den Bereichen Spektroskopie, Nanophotonik und Synthese kalibrierter Kunststoff-Nanopartikel integriert. Es baut auf den jüngsten Fortschritten und vorläufigen Ergebnissen der Projektpartner auf und profitiert von der hohen Komplementarität der interdisziplinären Expertise der beteiligten Teams. Dieser neuartige UV-basierte Detektionsansatz verspricht eine beispiellose Empfindlichkeit, die Fähigkeit zur Detektion von Nanopartikeln und eine direkte, markerfreie Methode, die sich ideal für in-situ-Anwendungen eignet. Durch das Vorantreiben der Grenzen der Nanoplastik-Detektion wird das Projekt entscheidende Werkzeuge bereitstellen, um diese unsichtbare, aber allgegenwärtige Form der Verschmutzung besser zu verstehen und zu quantifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Patricia Merdy; Professor Dr. Jérome Wenger, Ph.D.