نانو مواد
نانومواد ساخته شده در محیط کار: خطرات و نحوه مدیریت آنها
نانو مواد
نانومواد در کار تعمیر و نگهداری: خطرات شغلی و پیشگیری
نانومواد در بخش مراقبت های بهداشتی: خطرات شغلی و پیشگیری
ابزارهای مدیریت نانومواد در محیط کار و اقدامات پیشگیری
Raluca Aurora Stepa و Klaus Kuhl، مرکز همکاری (Kooperationsstelle)، هامبورگ
ویرایش شده توسط: شیونا رید و کریگ لهستان، موسسه طب کار، ادینبورگ
معرفی
نانومواد ساختارهایی در مقیاس نانومتر هستند (یک نانومتر توان 10-9 از یک متر است)، مقیاسی که با مقیاس اتم ها و مولکول ها قابل مقایسه است.
شواهد نشان می دهد که یک ماده مشابه در مقیاس نانو در مقایسه با همتای مقیاس بزرگتر خود رفتار متفاوتی دارد. این اجازه می دهد تا مواد سبک وزن با استحکام بالا، رسانایی بالا یا واکنش شیمیایی بالا تولید شود. نانوتکنولوژی اغلب به‌عنوان یکی از فناوری‌های حیاتی قرن بیست و یکم تلقی می‌شود و توسط کمیسیون اروپا شناسایی شده است به عنوان یکی از شش فناوری فعال‌کننده کلیدی (KET) که انتظار می‌رود به عنوان محرک‌های مهم نوآوری و فناوری عمل کنند. و رقابت اقتصادی و تحولات اجتماعی در اروپا در چند دهه آینده. به این ترتیب، فناوری‌های نانو سرمایه‌گذاری قابل توجهی برای نوآوری تحت برنامه کاری اتحادیه اروپا افق 2020 دریافت کرده‌اند.
در حالی که نانومواد فواید بی شماری را ارائه می دهند، نگرانی در مورد خطرات بالقوه آنها برای سلامت انسان و محیط زیست در سال های گذشته افزایش یافته است.
واژه نانو ذرات برای ذرات تشکیل دهنده نانومواد یا برای ذرات نانومقیاس تولید شده توسط منابع مختلف استفاده می شود.
منابع نانوذرات می‌توانند طبیعی (مانند انتشارات آتشفشان) یا انسانی باشند: غیرعمدی (مانند ذرات دیزل) یا مهندسی شده (به‌عمد با خواص خاص تولید شده‌اند). این مقاله بر روی نانوذرات مهندسی شده و نانومواد ساخته شده تمرکز دارد.
وب سایت آژانس اروپایی ایمنی و سلامت در محل کار (EU-OSHA) اطلاعات دقیقی در مورد نانومواد از جمله گزارش ها، برگه های اطلاعاتی، مطالعات موردی، جنبه های قانونی، مدیریت ریسک و نمونه های عملکرد خوب ارائه می دهد.
توضیحات کلی
تعاریف و دسته بندی
چندین سازمان بین المللی و اروپایی تعاریفی از واژه نانومواد ارائه کرده اند.
در 18 اکتبر 2011، کمیسیون اروپا توصیه‌ای در مورد تعریف واژه نانومواد، عمدتاً بر اساس ملاحظات مربوط به تعریف نانومواد برای اهداف نظارتی توسط مرکز تحقیقات مشترک خود و بر اساس نظر دوم اتخاذ کرد. توسط کمیته علمی اتحادیه اروپا در مورد خطرات بهداشتی جدید و شناسایی شده. طبق این توصیه، "نانو ماده" به این معنی است:
یک ماده طبیعی، تصادفی یا ساخته شده حاوی ذرات، در حالت غیر متصل یا به صورت سنگدانه یا به صورت آگلومره و جایی که برای 50 درصد یا بیشتر از ذرات در توزیع اندازه تعداد، یک یا چند بعد خارجی در محدوده اندازه باشد. 1 نانومتر - 100 نانومتر.
در موارد خاص و در مواردی که نگرانی‌های مربوط به محیط‌زیست، سلامت، ایمنی یا رقابت را تضمین می‌کند، آستانه توزیع اندازه عددی 50 درصد ممکن است با آستانه‌ای بین 1 تا 50 درصد جایگزین شود.
با انصراف از موارد فوق، فولرن‌ها، ورقه‌های گرافن و نانولوله‌های کربنی تک جداره با یک یا چند بعد خارجی زیر 1 نانومتر باید به عنوان نانومواد در نظر گرفته شوند.
توزیع اندازه عدد به صورت تعداد اشیاء در محدوده اندازه معین تقسیم بر تعداد اشیاء در کل بیان می شود.
دامنه توصیه‌های کمیسیون، نانومواد را زمانی که مواد یا مخلوط هستند، در بر می‌گیرد، اما زمانی که محصولات نهایی هستند، پوشش داده نمی‌شود[6]. این بدان معناست که اگر از یک نانو ماده در میان سایر مواد تشکیل دهنده یک فرمول استفاده شود، کل محصول تبدیل به یک نانومواد نخواهد شد. این مطابق با تعاریفی است که توسط سازمان همکاری اقتصادی و توسعه (OECD) و سازمان بین المللی استاندارد (ISO) ارائه شده است.
این تعریف به‌عنوان مرجعی برای تعیین اینکه آیا یک ماده باید به‌عنوان «نانومواد» برای اهداف قانون‌گذاری و سیاست در اتحادیه اروپا در نظر گرفته شود، استفاده می‌شود. این تعریف در حال حاضر در مقررات اتحادیه اروپا در مورد بیوسیدها و وسایل پزشکی استفاده می شود. همچنین سرو می کندبه عنوان مرجع در اصلاح تعاریف قدیمی‌تر نانومواد در مقررات اطلاعات آرایشی و بهداشتی و مواد غذایی. با توجه به سرعت سریع توسعه فناوری و پیشرفت علمی در زمینه فناوری نانو، پیش بینی شد که دامنه توصیه اروپایی در مورد تعریف نانومواد مورد بازنگری قرار گیرد، به ویژه با توجه به اینکه آیا آستانه توزیع اندازه عدد 50 درصد باید باشد. افزایش یا کاهش یابد.
از آن زمان، گزارش‌های بررسی گسترده‌ای توسط مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا (JRC) منتشر شده است، در مورد:
گردآوری اطلاعات مربوط به تجربه با تعریف (EUR 26567 EN).
ارزیابی اطلاعات جمع آوری شده در مورد تجربه با تعریف (EUR 26744 EN).
ملاحظات علمی-فنی برای روشن شدن تعریف و تسهیل اجرای آن (EUR 27240 EN).
پس از مشورت سهامداران از پیش نویس یافته ها در پایان سال 2015، انتظار می رود کمیسیون بررسی را در سال 2016 به پایان برساند و توصیه را در سال 2017 تصویب کند.
گروه کاری نانومواد ساخته شده (WPMN) تحت برنامه مشترک مواد شیمیایی OECD تعاریف زیر را اعمال می کند:
نانومواد: موادی که یا یک شیء نانو هستند یا دارای ساختار نانو هستند.
نانو شی: مواد محصور در یک، دو یا سه بعدی در مقیاس نانو.
نانوساختار: داشتن ساختار داخلی یا سطحی در مقیاس نانو.
کمیته استاندارد اروپا (CEN) و سازمان بین المللی استاندارد (ISO) در تدوین استانداردهایی برای اصطلاحات و تعاریف نانومواد همکاری می کنند. سری ISO "نانو فناوری - واژگان" (ISO/TS 80004) که با هدف استانداردسازی و تسهیل ارتباطات در زمینه نانوتکنولوژی منتشر شده است، اصطلاحات و تعاریف مرتبط با حوزه فناوری نانو را فهرست می‌کند. اصطلاحات و تعاریف کلیدی در این مجموعه در جدول 1 خلاصه شده است.
جدول 1: اصطلاحات و تعاریف کلیدی برای فناوری نانو
مدت، اصطلاح
تعریف
منبع
دارای قابلیت نانو
نمایش عملکرد یا عملکرد فقط با فناوری نانو امکان پذیر است
ISO/TS 80004-1:2015
نانوالیاف
نانو شی با دو بعد خارجی در مقیاس نانو و بعد سوم به طور قابل توجهی بزرگتر است
ISO/TS 80004-2:2015
نانو مواد
موادی با هر بعد خارجی در مقیاس نانو یا داشتن ساختار داخلی یا ساختار سطحی در مقیاس نانو
ISO/TS 80004-1:2015
نانو شی
قطعه گسسته ای از مواد با یک، دو یا سه بعد خارجی در مقیاس نانو
ISO/TS 80004-1:2015
نانو ذره
نانو شی با هر سه بعد خارجی در مقیاس نانو
ISO/TS 80004-3:2010
نانو صفحه
نانو شی با یک بعد خارجی در مقیاس نانو و دو بعد خارجی دیگر به طور قابل توجهی بزرگتر است
ISO/TS 80004-4:2011
مقیاس نانو
محدوده طول تقریباً از 1 نانومتر تا 100 نانومتر
ISO/TS 80004-1:2015
نانوساختار
ترکیب اجزای تشکیل دهنده مرتبط به هم که در آن یک یا چند قسمت از آن ناحیه در مقیاس نانو است
ISO/TS 80004-1:2015
مواد نانوساختار
موادی که دارای نانوساختار داخلی یا نانوساختار سطحی هستند
ISO/TS 80004-1:2015
نانولوله
نانوالیاف توخالی
ISO/TS 80004-3:2010
نانوسیم
نانوالیاف رسانای الکتریکی یا نیمه رسانا
ISO/TS 80004-2:2015
در غیاب اصطلاحات رسمی مورد توافق بین‌المللی، نحوه ارجاع به انواع مختلف نانومواد ممکن است از سندی به سند دیگر متفاوت باشد. برای مثال، در مورد فولرن‌ها، برخی از نویسندگان بدون توجه به شکل آنها از این اصطلاح استفاده می‌کنند: گرد (کروی مانند «باکی‌بال» یا بیضی‌های چند جداره مانند «باکیونیون») یا لوله‌ای، در حالی که دیگران به دومی به عنوان نانولوله‌های کربنی اشاره می‌کنند. . معیارهای مختلفی برای تعریف دسته‌های مختلف نانومواد پیشنهاد شده است، به عنوان مثال بر اساس ترکیب مواد (آلی/غیر آلی)، منبع نانومواد (طبیعی/ناخواسته/مهندسی)، خواص آنها (نامحلول/محلول)، و غیره.
استفاده می کند
خواص منحصر به فرد نانومواد منجر به استفاده از آنها در بسیاری از کاربردها در بخش های صنعتی و غیر صنعتی مانند هوافضا، ساختمان، انرژی، نساجی، صنعت خودرو، حمل و نقل و فناوری پزشکی شده است. چند نمونه از کاربردها در جدول 2 ارائه شده است
واص و کاربردهای نانومواد را درلینک زیر بخوانید
https://bismoot.com/blog/%d9%81%d8%b1%d9%88%d8%b4-%d9%86%d8%a7%d9%86%d9%88-%d8%b0%d8%b1%d8%a7%d8%aa/
جدول 2: نمونه هایی از کاربردهای نانومواد برای انواع مختلف کاربردها
کاربردها نانومواد مورد استفاده
الکترونیک، فناوری اطلاعات و ارتباطات و فوتونیک نانولوله‌های کربنی، فولرن‌ها، گرافن
داروسازی و پزشکی نانوداروها و حامل ها (نانوبیوتکنولوژی)
لوازم آرایشی و مراقبت شخصی دی اکسید تیتانیوم، اکسید روی، فولرن، طلا
کاتالیزورها و روان کننده ها اکسید سریم، پلاتین، تری اکسید مولیبدن
رنگ و پوشش دی اکسید تیتانیوم، طلا، نقاط کوانتومی
اصلاح محیط زیست و آب آهن، پلی اورتان، نانولوله های کربنی، گرافن
مواد شیمیایی کشاورزی سیلیس به عنوان حامل
بسته بندی مواد غذایی طلا، نانورس، دی اکسید تیتانیوم، نقره
مواد کامپوزیتی گرافن، نانولوله های کربنی
منبع: برگرفته از سنجن
پروژه بین المللی فناوری نانو در حال ظهور (PEN) در- موجودی خطی محصولات مصرفی مبتنی بر فناوری نانو و برنامه آیفون «FindNano» مرتبط با آن، از نوامبر 2016، بیش از 1800 محصول یا خط محصول را شامل می‌شود. این فهرست «زنده» به عنوان منبعی برای مصرف‌کنندگان، شهروندان، سیاست‌گذاران و سایر افرادی که علاقه‌مند به یادگیری نحوه ورود فناوری نانو به بازار هستند، در نظر گرفته شده است. تعدادی دیگر از پایگاه‌های داده محصولات مصرفی نیز شروع به ظهور کرده‌اند، مانند «Nanodatabase» که توسط مقامات دانمارکی توسعه یافته است. با این حال، همه این پایگاه‌های اطلاعاتی محصولاتی را شناسایی می‌کنند که توسط تولیدکنندگان یا خرده‌فروشان محصولات ادعا می‌شود "نانو" هستند و هیچ تایید مستقلی برای ادعای "نانو" انجام نشده است.
برخی از مواد، همانطور که در جدول 3 نشان داده شده است، به خوبی به عنوان نانومواد شناخته می شوند (مانند کربن سیاه)، برخی دیگر مانند فولرن ها یا نانولوله ها، اکتشافات جدیدتری هستند. فولرن ها ساختارهای قفس مانندی هستند که از حلقه های کربنی پنج ضلعی و شش ضلعی ساخته شده اند. فولرن ها برای کاربرد در کاتالیزور، داروسازی و غربال های مولکولی مورد مطالعه قرار گرفته اند. نانولوله های کربنی دارای دو بعد در مقیاس نانو هستند و می توانند تک جداره (SWCNT) یا چند جداره (MWCNT) باشند. نانولوله های کربنی کاربردهای بسیار زیادی در الکترونیک، بخش پزشکی، به عنوان مواد کامپوزیت سبک وزن، در منسوجات و غیره دارند.
جدول 3: فهرست غیر جامع نانومواد که در حال حاضر به صورت تجاری استفاده می شوند یا در مقادیر قابل توجهی برای اهداف تحقیق یا توسعه تولید می شوند.
آلومینیوم دی متیل سیلوکسید پلاتین
اکسید آلومینیوم دیسپروزیم اکسید پلی اتیلن
هیدروکسید آلومینیوم فولرن پلی استایرن
اکسید آنتیموان اکسید ژرمانیوم اکسید پراسئودیمیم
آنتیموان پنتوکسید گرافن رودیوم
کربنات باریم اکسید ایندیم اکسید ساماریوم
اکسید بیسموت آهن سیلانامین
اکسید بور اکسید آهن دی اکسید سیلیکون
اکسید کلسیم اکسید لانتانیم نقره
کربن سیاه لیتیوم تیتانات تک و چند جداره
نانولوله های کربنی
اکسید سریم اکسید منگنز تانتالم
الماس خوشه ای اکسید مولیبدن اکسید تربیوم
نانورس کبالت دی اکسید تیتانیوم
اکسید کبالت اکسید نئودیمیم تنگستن
طلای کلوئیدی نیکل اکسید ایتریوم
اکسید مس (II) نیوبیم اکسید روی
دندریمرها پالادیوم اکسید زیرکونیوم
منبع: اقتباس از: JRC