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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,

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1 Datum: Autor:Helmut Elbert, Christoph Meili Swiss Nano-Cube Lerchenfeldstrasse 5, 9014 St.Gallen Tel. +41 (0) 71 278 02 04, info@swissnanocube.ch www.swissnanocube.ch Bildungsplattform zur Mikro- und Nanotechnologie für Berufsfach- und Mittelschulen sowie Höhere Fachschulen Nanotechnologie in Wirtschaft und Gesellschaft Unterstützt von der UBS Stiftung für Soziales und Ausbildung 18.05.2014

2 © 2014 - Swiss Nano-Cube 2 Modul-Themenfelder Wichtige Grundlagen zur Nanotechnologie Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Nanotechnik - Politik und Gesellschaft 18.05.2014 Lernmodul: Nanotechnologie in Wirtschaft und Gesellschaft Bildquelle: Swiss Nanoscience Institute

3 © 2014 - Swiss Nano-Cube 3 18.05.2014 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

4 © 2014 - Swiss Nano-Cube 4 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. Nanomaterialien und Nanotechnologien - einige Grundlagen 18.05.2014

5 © 2014 - Swiss Nano-Cube 5 Themen Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz 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 unternehmen Behörden und Politiker zum Schutz von Mensch und Umwelt? Was denkt die Bevölkerung über Nanotechnologie und Nanoprodukte? Wie werden Konsumenten über Nanoprodukte informiert? 18.05.2014

6 © 2014 - Swiss Nano-Cube 6 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 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz

7 © 2014 - Swiss Nano-Cube 7 Beispiele für Nano-F&E Institutionen in der Schweiz 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: i-net Basel Innovation network i-Net BASEL Nano 2008-2011

8 © 2014 - Swiss Nano-Cube 8 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 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: IBM Research Zürich

9 © 2014 - Swiss Nano-Cube 9 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) 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz

10 © 2014 - Swiss Nano-Cube 10 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 2000200520102015 Marktstudien von: 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: Deutsche Bank, Microtechnology Innovation Team

11 © 2014 - Swiss Nano-Cube 11 Umsetzungsstärke bzgl. Nanotechnologien Schweiz 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Bildquelle: Lux Research, Inc. Ranking the Nations on Nanotech: Hidden Havens and False Threats August 2010

12 © 2014 - Swiss Nano-Cube 12 Japan und USA sind die grössten Investoren in die Nanotechnik 750 710 204 150 131 111 200 Japan U.S. Europe China KoreaGermany Taiwan Globale Investitionen in die Nanotechnik 2003 $ 800 700 600 500 400 300 200 100 0 2003 Investitionen (Mio) 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: TELEPOLIS, Publikation Jochen Röpke & Elizaveta Kozlova 20.02.2004 Die Kopplung von Wissenschaft und Innovation durch Unternehmertum erzeugt Wachstum

13 © 2014 - Swiss Nano-Cube 13 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) 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: SUVA-Umfrage 2007

14 © 2014 - Swiss Nano-Cube 14 Geografische Verteilung der Mikro- und Nanoaktivitäten in der Schweiz 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: Die Position der Schweiz [SWX: Das schweizerische Kompetenznetz in der Mikro-und Nanotechnologie]

15 © 2014 - Swiss Nano-Cube 15 Beispiele von Industrie-Unternehmen mit Nano/ Raum NWCH 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Quelle: i-net Basel Innovation network i-Net BASEL Nano 2008-2011

16 © 2014 - Swiss Nano-Cube 16 18.05.2014 Nanomaterialien und Nanotechnologien - einige Grundlagen 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.

17 © 2014 - Swiss Nano-Cube 17 Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage 2007 in der Schweiz (Auftraggeber Suva) 18.05.2014 Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Die Produktion in Schweiz entlang der ganzen Wert- schöpfungskette umfasst insgesamt ca. 2500 t Nano- materialien (Konzentration auf Nischenprodukte). In Europa sind zur Zeit 300000 bis 400000 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).

18 © 2014 - Swiss Nano-Cube 18 Ausgewählte Anwendungsfelder 18.05.2014 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/servlet/is/55700/nano_quo_vadis.pdf?command=downloadContent&filename=nano_quo_vadis.pdf http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/ Nanotechnologie - quo vadis? Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz

19 © 2014 - Swiss Nano-Cube 19 Themen Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz 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? 18.05.2014

20 © 2014 - Swiss Nano-Cube 20 18.05.2014 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. Politik und Gesellschaft

21 © 2014 - Swiss Nano-Cube 21 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 18.05.2014 Politik und Gesellschaft Quelle: BAG – Titelblatt Aktionsplan Quelle: hermione13 – 123rf.com Bildquelle: © Lydia Albersmann - Fotolia.com Quelle: luzernmobil.ch

22 © 2014 - Swiss Nano-Cube 22 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. 18.05.2014 Politik und Gesellschaft Bildquelle: Cash.online Finanznachrichten v. 28.10.2013, Artikel BVK-Studie: Regulierung gefährdet die Vorsorge

23 © 2014 - Swiss Nano-Cube 23 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. 18.05.2014 Quelle: Code of Conduct Nanotechnologien der IG DHS– Version vom 5. Februar 2008 Code of Conduct - Transparenz und Sicherheit bei Nano-Konsumprodukten Politik und Gesellschaft

24 © 2014 - Swiss Nano-Cube 24 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. 18.05.2014 Quelle: Code of Conduct Nanotechnologien der IG DHS– Version vom 5. Februar 2008 Politik und Gesellschaft

25 © 2014 - Swiss Nano-Cube 25 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. 18.05.2014 Quelle: Zusammenfassung der Studie von TA-SWISS Nanomaterialien: Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit (2013) Politik und Gesellschaft

26 © 2014 - Swiss Nano-Cube 26 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 18.05.2014


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