Bezpieczeństwo stosowania nanomateriałów

• Autorzy: Jasiński M.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.16926/tiib.2018.06.37

Warianty tytułu

EN

Safety of using nanomaterials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Nanomateriały stanowią ważną gałąź w rozwijającej się dziedzinie nauki i gospodarki. Redukcja rozmiarów może prowadzić do szeregu nowych właściwości fizykochemicznych i wielu potencjalnych zastosowań. Możliwość wykorzystania nanostrukturalnych materiałów wymaga jednak opracowania odpowiednich metod ich otrzymywania oraz uwzględnienia zasad bezpiecznego użytkowania. W pracy podjęto próbę zanalizowania najnowszych informacji dotyczących międzynarodowych i polskich norm i ustaleń dotyczących nanomateriałów, zagrożeń związanych z użyciem nanomateriałów, a także obchodzenia się z nimi oraz sposobów zapobiegania nadmiernej ekspozycji na ich działanie. Przedrostek „nano” stosowany w skalach jednostek fizycznych oznacza jedną miliardową lub 10^-9 odpowiedniej jednostki. W tym przypadku odnosi się do nanometra lub miliardowej części metra. Należy zauważyć, że w systemie metrycznym „nanoskala” to zakres poniżej 1 mikrometra (μm) i powyżej 999 pikometrów (pm). Wiele opracowań zaleciło górną granicę dla nanomateriału o wartości około 100 nm i dolnej granicy około 1 nm, aby lepiej zilustrować niektóre z ważnych właściwości nanomateriału i jego wielkości mierzalnych. Fizyczne i chemiczne właściwości nanostruktur różnią się wyraźnie od właściwości pojedynczego atomu (cząsteczki) i ciała stałego o tym samym składzie chemicznym. Naturalne źródła pochodzenia nanomateriałów powodują, że są one obecne w naszym otoczeniu i występują na poziomie stanowiącym tzw. tło. Do naturalnych źródeł nanocząsteczek, możemy zaliczyć m.in.: czynne wulkany, materię organiczną, zachodzące procesy biologiczne, pożary lasów, burze piaskowe. Do nanocząstek pochodzenia antropogenicznego należą m. in. starte ogumienie, tlenki metali, dodatki do środków smarnych, popioły, produkty spalania, platyna z katalizatorów, biurowe urządzenia laserowe, kopiarki i drukarki. Wielkie znaczenie nanotechnologii wynika z coraz większych możliwości poznawania zjawisk w nanoskali, znajdujących ogromne, potencjalne zastosowanie komercyjne. Wiele krajów (m.in. USA, Japonia, Niemcy, Australia, RPA, Izrael) opracowało już narodowe strategie rozwoju nanotechnologii i uruchomiło stosowne programy finansowania badań. Bezpieczeństwo stosowania nanomateriałów jest badane przez wielu uczonych, jednostki naukowe, przemysł oraz ciała doradcze rządów na całym świecie. Wyniki badań są niejednoznaczne i rozbieżne. Jednakże część wyników wskazuje na istnienie realnego niebezpieczeństwa ze względu na toksyczne, mutagenne lub kancerogenne własności nowych materiałów. W związku z tym nanomateriały powinny być dalej badane, a ich dostępność limitowana do tych najlepiej poznanych i bezpiecznych. W licznych opracowaniach wskazuje się na obowiązek informacyjny o składzie i właściwościach fizykochemicznych nanomateriałów. Sugeruje się również znalezienie ponadnarodowego porozumienia i stworzenia międzynarodowej bazy nanomateriałów.

EN

Nanomaterials are important branch in the growing field of science and economy. Size reduction can lead to a number of new physicochemical properties and many potential applications. However, the possibility of using nanostructural materials requires the development of appropriate methods for their preparation and consideration of the principles of safe use. The paper attempts to analyze the latest information on international and Polish standards and arrangements for nanomaterials, hazards related to the use of nanomaterials, as well as handling them and ways to prevent excessive exposure to them. The prefix „nano” used in the scales of physical units means one billionth or 10^-9 of the corresponding unit. In this case, it refers to the nanometer or billionth of a meter. It should be noted that in the metric system „nanoscale” is a range below 1 micrometer (μm) and above 999 picometers (pm). Many studies have recommended an upper limit for a nanomaterial with a value of around 100 nm and a lower limit of around 1 nm, to better illustrate some of the important properties of the nanomaterial and its measurable quantities. The physical and chemical properties of nanostructures are clearly different from the properties of a single atom (molecule) and a solid body with the same chemical composition. Natural sources of origin of nanomaterials cause that they are present in our environment and occur at the level constituting the so-called background. To natural sources of nanoparticles, we can include among others: active volcanoes, organic matter, biological processes taking place, forest fires, sandstorms. The nanoparticles of anthropogenic origin include, among others worn tires, metal oxides, additives for lubricants, ashes, combustion products, platinum from catalysts, office laser devices, copiers and printers. The great importance of nanotechnology results from the ever-increasing opportunities to learn about phenomena at the nanoscale, which have enormous, potential commercial applications. Many countries (including the USA, Japan, Germany, Australia, Republic of South Africa, Israel) have already developed national strategies for nanotechnology development and launched appropriate research funding programs. The safety of nanomaterials is investigated by many researchers, scientific units, industry and advisory bodies of governments around the world. The results of the study are ambiguous and divergent. However, some of the results indicate a real danger due to toxic, mutagenic or carcinogenic properties of new materials. Therefore, nanomaterials should be further researched and their availability limited to those best known and safe. Numerous studies indicate an informational obligation on the composition and physicochemical properties of nanomaterials. It is also suggested to find a supranational agreement and create an international base of nanomaterials.

Słowa kluczowe

PL

nanomateriały; nanotechnologia; bezpieczeństwo

EN

nanomaterials; nanotechnology; safety

• Wydawca: Wydawnictwo Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego im. Jana Długosza w Częstochowie
• Czasopismo: Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Technika, Informatyka, Inżynieria Bezpieczeństwa
• Rocznik: 2018
• Tom: T. 6
• Strony: 519--534
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., tab.

Twórcy

autor

Jasiński M.

• Instytut Techniki Uniwersytet Pedagogiczny im. Komisji Edukacji Narodowej w Krakowie ul. Podchorążych 2, 30-084 Kraków

Bibliografia

• [1] Chaudhry Q (2012). Current and projected applications of nanomaterials. WHO Workshop on Nanotechnology and Human Health: Scientific Evidence and Risk Governance. Bonn, Germany, 10-11 December 2012.
• [2] Nanonauka i nanotechnologia, Narodowa Strategia dla Polski, MNiSW, Warszawa 2006.
• [3] Nanotechnology Market By Type (Nanocomposites, Nanofibers, Nanoceramics, Nanomagnetics); By Application (Medical diagnosis, Energy, ICT, Nano-EHS); By End-Users (Electronics, Pharmaceuticals, Biotechnology, Textile, Military) - Forecast (2016-2021).
• [4] http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/0604/Osman-0604.html
• [5] Proponowane kierunki rozwoju nauki i technologii w Polsce do 2020 roku (MNiI, Warszawa, 2004).
• [6] Foresight technologiczny przemysłu - InSight2030: aktualizacja wyników oraz krajowa strategia inteligentnej specjalizacji (smart specialization, MG, Warszawa 2012).
• [7] ISO/TS 80004-1:2015
• [8] ISO/TS 27687:2008
• [9] Nanomaterials. European Commission, 18 October 2011.
• [10] EC/1223/2009
• [11] http://www.oecd.org/about/0,3347,en_2649_37015404_1_1_1_1_1,00.htm
• [12] Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks, Scientific Basis for the Definition of the Term “nanomaterial”, 2010.
• [13] Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks, 2007.
• [14] https://www.nano.gov
• [15] WHO Nanotechnology and human health: Scientific evidence and risk governance. Report of the WHO expert meeting 10-11, December 2012, Bonn, Germany. Copenhagen, WHO Regional Office for Europe, 2013.
• [16] U.S. Food & Drug Administration, 2006.
• [17] U.S. Food and Drug Administration 2018 National Center for Toxicological Research Nanotechnology Programs Evaluating Potential Toxicity of Nanomaterials in FDA-Regulated Products.
• [18] U.S. Department of Health and Human Services, Food and Drug Administration 2014, Guidance for Industry Safety of Nanomaterials in Cosmetic Products.
• [19] U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration 2017 Drug Products, Including Biological Products, that Contain Nanomaterials Guidance for Industry.
• [20] The House of Lords, Science and Technology Committee (Wielka Brytania) - „Nanotechnologies and Food”.
• [21] Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks, Final Opinion on the Guidance on the Determination of Potential Health Effects of Nanomaterials Used in Medical Devices, January 2015.
• [22] Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks, Nanosilver: safety, health and environmental effects and role in antimicrobial resistance.
• [23] The Royal Academy of Engineering (www.raeng.org.uk 2009).
• [24] Royal Society and Royal Academy of Engineering, Nanosciences and nanotechnologies: opportunities and uncertainties (RS_&_RAEng_2004).
• [25] Państwowa Inspekcja Pracy Nanotechnologie 2015.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).