Varnost nanomaterialov mag.viviana Golja, univ.dipl.kem. Kaj so nanomaterialiin kje jih najdemo Tveganja, ki jihprinaša uporaba novih materialov za človeka in okolje Zaključek 1
NANO -gr.: nanos = škrat 10-9 m majhne virusi bakterije molekule proteini ioni lipidi škrobi celice nm(log skala) PRIPOROČILO KOMISIJE z dne 18. oktobra 2011 o opredelitvi nanomateriala (2011/696/EU): Nanomaterialpomeni naravno, mešanoali umetno snov, ki vsebuje delce v nevezanem stanju ali v obliki agregatov ali aglomeratov in pri kateri je ena ali več zunanjih dimenzij za 50 %ali več delcev pri razporeditvi snovi po velikosti glede na število v razponu velikosti od 1 do 100 nm. Številčna porazdelitev delcev! V posebnih primerih in kadar je to upravičeno zaradi pomislekov glede okolja, zdravja, varnosti ali konkurenčnosti, se lahko mejna vrednost za razporeditev snovi po velikosti glede na število, ki znaša 50 %, nadomesti z mejno vrednostjo med 1 in 50 %. Z odstopanjem od točke 2 je treba fulerene, plasti grafenain enoplastne ogljikove nanocevkez eno ali več zunanjimi merami pod 1 nmobravnavati kot nanomateriale. delec pomeni zelo majhen del snovi, ki ima določene fizične meje; aglomerat pomeni skupek šibko povezanih delcev ali agregatov, katerih zunanja površina je podobna vsoti površin posameznih sestavnih delov; agregat pomeni delec, sestavljen iz močno povezanih ali zlitih delcev 2
Nanodelci: Symian virusccby-sa 3.0 Prisotni v naravi (vulkanski prah, puščavski prah, erozija, virusi) Nanodelci: Proizvedeni nenamensko (izgorevanje biomase in fosilnih goriv, ognjemeti, izpuh motorjev z notranjim izgorevanjem, zlasti dizelskih motorjev, stranski produkti pri varjenju, brušenju ) 3
Proizvedeni namensko, z uporabo nanotehnologije : Uporaba, načrtovanje, karakterizacija in proizvodnja struktur, predmetov in naprav v nano velikosti nanomateriali nanodelci Organiziranje skupin atomov in molekul ali zmanjševanje večjih struktur NOVE IN IZBOLJŠANE LASTNOSTI MATERIALOV Izdelki, ki se nahajajo na tržišču: http://www.nanotechproject.org/cpi/ www.bund.net http://nano.taenk.dk/ EFSA: Inventory of Nanotechnology applications in the agricultural, feed and food sector: http://www.efsa.europa.eu/en/supporting/pub/621e.htm?utm_source=newslett er&utm_medium=email&utm_content=pub&utm_campaign=20140724 4
Proizvedeni nanodelci: anorganski (srebro, zlato, silicij, platina, ZnO, TiO 2, Fe 2 O 3 ) organski (grafen, fulereni, ogljikove nanocevke, strukturirani polimeri, DNK+ kovine ) Medicina: Diagnostika (biosenzorji, medicinsko snemanje) Protetika (biokompatibilnimateriali, umetni organi) Zdravljenje (biosenzorji, nanoroboti) 5
Informacijska in komunikacijska tehnologija: - Hitrejše delovanje, cenejši, več spomina Gradbeništvo - Nanopremazi, lažji in močnejši materiali slika muzeja New Dalian PlanningMuseums spletne strani: http://www.evolo.us/architecture/titanium-dioxide-equals-maintenance-free-facade-newdalian-museum-by-10-design/ - Senzorji za poškodbe 6
Sončna kozmetika: nanotio 2, ZnO, tris-biphenyl triazine Tekstil Odpornost na madeže, bakterije (Ag, Au nanodelci) Blokiranje UV žarkov, obstojnost na ogenj, proti mečkanju (ZnO, TiO 2, ZrO) Indijski lotos 7
Papir Nanocelulozanaravno sintetizirana v lesu: sestavljena iz nanovlaken širine manj kot 20 nm: izboljšane mehanske, bariernein optične lastnosti papirja (filtri za vodo, biorazgradljivi implanti, lepila) Dodatek nanomineralov in oksidov kot polnil lahko izboljša optične in površinske lastnosti papirjev, zmožnost tiskanja, antimikrobne lastnosti Celulozna nanovlaknana površini nitk lesne pulpe. (Photo: Gary ChingaCarrasco, Nanoscale Research Letters 2011, 6:417) Čistila: samočistilni premazi Živila: Aditivi za živila Membrane Senzorji za kontaminante Barvila Materiali v stiku z živili 8
Ekologija: Katalizatorji za dizelske motorje, pnevmatike, ki se lahko reciklirajo, izboljšane sončne celice,baterije, boljša priprava in filtracija vode Novi materiali -zmanjšanje virov onesnaževanja, boljša raba energije, manjša uporaba čistil, topil, lažje recikliranje, lažji in bolj obstojni materiali Izdelki za prosti čas: Teniški loparji, žogice za golf, kolesa Veliko možnosti uporabe! vir slike: nanoyou.eu Zanimivi spletni strani: http://www.nanowerk.com/ http://www.nanoandme.org/nanoproducts/environment/ 9
Potencialna tveganja Zaradi majhnosti in zelo povečane površine imajo drugačne kemijske, električne, reološke, magnetne, optične, mehanske, strukturne in biološkelastnosti od kemijsko enakih makro delcev Zelo povečana površina več atomov na površini delca izraženi kvantnomehanski pojavi Slika iz brošure Food Safety Authority of Ireland: Nanotechnology and Food Potencialna tveganja Ni dovolj podatkov o nevarnosti in izpostavljenosti Nevarnost Netopni biološko obstojni nanodelci se lahko akumulirajo v telesu Gastrointestinalni trakt krvni obtok jetra vranica možgani reproduktivni sistem prehod skozi celične membrane 10
Potencialna tveganja Nevarnost oksidativni stres poškodbe DNK, lipidov celične membrane in beljakovin - Možen razvoj različnih bolezni Izpostavljenost Ni dovolj podatkov Ocene tveganja Potencialna tveganja EFSA Guidance on the risk assessment of the application of nanoscienceand nanotechnologies in the food and feed chain (2011) Izvedba od primera do primera 11
Potencialna tveganja 12
Od primera do primera Nano Au: Disperzije nano-zlata imajo različne barve odvisno od velikosti nano delcev zlata ter od koncentracij Pridobljeno s spletne strani: http://www.mi2g.com/cgi/mi2g/frameset.php?pageid=http%3a//www.mi2g.com/cgi/mi2g/press/110210.php Od primera do primera Nano(koloidno) srebro: impregniranje športnih in vojaških oblačil, pohištva, hladilnikov, pralnih strojev, uporaba v elektroniki, kozmetiki, čistilih, kot dezinfekcijsko sredstvo za pitno vodo in prostore, ugotovljena uporaba pri igračah, materialih v stiku z živili, za zdravljenje opeklin in različnih dermatoloških bolezni V EU uporaba za: prehranska dopolnila, plastične FCM, igrače, zdravila NI DOVOLJENA. dodatna, še ne dovolj raziskana tveganja v primerjavi s tveganji pri tradicionalni rabi srebra možna odpornost mikroorganizmov Autoricafotografije : Carole Raddato:Roman silver cup decorated with stylized flower, leaf motifs and mythological figures depicting the world of the god of wine Bacchus, Museum het Valkhof, Nijmegen (Netherlands), dostopna na spletni strani: http://www.flickr.com/photos/carolemage/9569811954/ 13
URSK: http://www.uk.gov.si/si/delovna_podrocja/nanomateriali/ in NANOPORTAL OECD: Delovna skupina za proizvedene nanomateriale (http://www.oecd.org/env/ehs/nanosafety), prva faza ocenjevanja varnosti za prvih 13 nanosnovi.: Fulereni (C60), ogljikove nanocevke(swcnts, MWCNTs), nanosrebro, nanoželezo, TiO 2, AlO, CeO, ZnO, SiO 2, dendrimeri, nanoglina in nanozlato. baza podatkov o proizvedenih nanomaterialih in aktivnostih pri ocenjevanju tveganj teh materialov (www.oecd.org/env/nanosafety/database). smernice za testne metode, ki so ustrezne za nanomateriale, ter smernice za ocenjevanje tveganja nanomaterialov. EU : aktivnosti za večjo varnost nanomaterialov: definicija nanomaterialov Kemikalije : REACH,v pripravi je dopolnitev prilog, ki naj bi zagotovila oceno tveganja, ki bo upoštevala specifična tveganja posameznega nanomateriala. Posebne zahteve v okviru uredbe o biocidnihproizvodih in uredbe o kozmetičnih izdelkih, EFSA Potencialna tveganja - okolje Vnos v živali in rastline vnos v človeka Možen razvoj obstojnih mikroorganizmov 14
Zaključek imajo veliko novih in izboljšanih lastnosti, žal pa prinašajo tudi nova tveganja. Njihova varnost še ni dovolj raziskana. 15