Fréttir

Nanó efni - hvað er það?

6.2.2015

Markmiðið með þessum pistli er að leitast við að svara þessum spurningum á stuttan og einfaldan hátt.

Hvað eru nanóefni?

Nanó er mælieining. Millimeter er einn þúsundasti úr meter, míkrómeter einn milljónasti úr meter og nanómeter er einn milljarðasti úr meter þ.e. 1 í mínus 9 veldi eða um það bil einn tíu-hundraðþúsundasti úr þykkt mannshárs. Nanóefni er því efni þar sem kornastærð efnisins er á nanókvarða.
Yfirleitt er talað um að til að teljast nanóefni þurfi stærð/lengd efnis að vera á bilinu 1-100 nm á einhverri hlið efnisins. Nanótækni og vísindi eru því fjölbreyttur vettvangur sem spannar alla starfsemi frumeinda og sameinda milli 1 og 100 nanómetra.

Nanóefni geta verið tilkomin á ýmsan hátt, þau geta verið upprunnin úr náttúrunni, orðið til sem aukaafurð við iðnaðarframleiðslu efna eða verið framleidd sérstaklega  vegna eiginleika sinna. Það sameiginlega einkenni sem margskonar nanótækni nýtir sér eru hinir sérstöku eiginleikar sem efni af þessari stærð hafa. Með því að nota efni sem hefur agnir á nanóskalanum breytirðu gagngert m.a. yfirborðssvæðinu sem veldur því að efnin haga sér í sumum tilfellum öðruvísi. Lítil stærð þeirra eykur flatarmál sem gerir þau t.d. hvarfgjarnari. Annar eiginleiki agna á nanóskala er að vegna stærðar sinnar geta þau hagað sér öðruvísi gagnvart lífræðilegum kerfum og geta agnirnar í sumum tilfellum átt greiðari leið inn í líkamann og yfir  lífeðlisfræðilega þröskulda.

Þessir og aðrir eiginleikar nanóefna geta, eins og öll önnur ný tækni verið hvort tveggja nýtilegir eða hættulegir eftir því hver og hvernig notkun þeirra er háttað.

Helsta notkun og hvar þau finnast

Margir vöruflokkar nota nanóefni sem íblöndunarefni til að auka gæði og bæta og breyta eiginleikum vörunnar. Þó að allnokkur efni sem falla undir skilgreiningu nanóefna hafi verið notuð í miklu magni um margra ára skeið þá eru mörg ný nanóefni farin eða við það að fara af rannsóknar- og þróunarstigi yfir í notkun í iðnaði og sem íblöndunarefni í neytendavörur.
Nokkur dæmi um vörur og vöruflokka sem geta innihaldið nanóefni eru t.d.:

  • Lökk og málning,
  • Prentduft (carbon black)
  • Hreinsiefni
  • Lyf
  • Snyrtivörur (t.d. mjög algengt í sólarvörn)
  • Yfirborðsefni
  • Byggingarefni
  • Læknavörur
  • Og margt fleira

Vinnuvernd og nanóefni

Ákveðnar hættur geta fylgt notkun á nanóefnum. Þegar efni eru í nanó stærð geta þau haft aðra eðlis/efnafræðilega eiginleika en sama efni með stærri kornastærð. Nanóstærðin getur t.d. haft áhrif á bræðslumark, hvarfgirni, leiðni og segulvirkni svo einhver dæmi séu tekin. Auk þess getur virkni efnanna á líffræðileg kerfi verið önnur, t.d. getur upptaka þeirra inn í líkamann verið hraðari en stærri efna hvort sem það er í gegnum öndunarfæri, meltingarfæri eða  húð. Þegar efnin eru komin inn í líkamann á annað borð geta þau borist til hluta líkamans sem stærri agnir komast ekki. Nanóefni hafa einnig mun meira flatarmál en sambærilegur massi efnisins með stærri kornastærð sem getur t.d. valdið meiri eitrunaráhrifum ef á annaðborð er möguleiki á slíku.
 
Mögulegt er að þeir starfsmenn sem vinna í atvinnugreinum þar sem nanóefni eru notuð, komast í snertingu við efnin. Ef verið er að nota nanóefni getur t.d. myndast ryk eða úði sem auðvelt er að anda að sér. Töluverð mengunarhætta er af loftbornum ögnum þar sem nanóagnir dreifast vegna smæðar sinnar mun hraðar um loft en annað ryk og geta haft dreifihraða svipaðan lofttegundum. Vert er þó að hafa í huga að mikil óvissa er um skaðsemi nanóefna og er hún afar mismunandi eftir því um hvaða efni er að ræða.

Ekki er alltaf einfalt að komast að því hvort efnið sem verið er að nota inniheldur nanóefni eða ekki, í sumum vörum er það tekið fram í innihaldslýsingu en í öðrum vörum er ekkert minnst á það. Ástæður fyrir því geta verið ýmsar, mögulega vilja sumir framleiðendur komast hjá því að samkeppnisaðilar komist að uppskriftinni eða kannski vilja þeir bara komast hjá því að almenningur fari að hafa áhyggjur af innihaldinu.

Ef starfsmenn vilja komast að því hvort vara sem unnið er með inniheldur nanóefni er hægt að leita að upplýsingum í innihaldslýsingu umbúða, á öryggisblöðum fyrir efnið, hjá framleiðenda/umboðsaðila eða hjá öryggistrúnaðarmanni eða öryggisverði fyrirtækisins.

Í íslenskum mengunarmörkum er ekki tekið sérstaklega tillit til nanóefna, þ.e. ekki eru gefin upp breytileg mengunarmörk fyrir efni út frá kornastærð. Sama er uppi á teningnum í REACH reglugerðinni um skráningu efna en þar eru nanóefni heldur ekki aðgreind frá öðum efnum.

Mikil þörf er á fleiri og betri rannsóknum á áhrifum nanóefna á vinnuumhverfi. En vísindamenn á þessu sviði álykta að um 10 ára þekkingar „gat“ sé á milli þeirra sem framleiða og nýta sér nanóefnin og þeirra sem vinna við vinnuverndartengdar (eitur) rannsóknir á nanóefnum. Að auki tekur það tima fyrir rannsóknarniðurstöður að skila sér í breyttu lagaumhverfi. Þannig má ætla að mengunarmörk fyrir nanóefni gætu breyst á næstu árum eftir því sem þekking á málaflokknum eykst.

Þó svo að mengunarmörk í reglugerðum taki ekki sérstaklega tillit til nanóefna, er þó mælt með því, svo fyllsta öryggis sé gætt, að atvinnurekendur vinni sérstakt áhættumat fyrir öll nanóefni sem verið er að nota á vinnustaðnum. Þetta væri gert svo hægt sé að gera sér grein fyrir því hvort grípa þurfi til einhverskonar varúðarráðstafana vegna vinnunnar með nanóefnin.

Jóhannes Helgason sérfræðingur í efna- og hollustuháttadeild