Tyto materiály byly vytvořeny v rámci projektuESF OP VK: Inovace a rozvoj studia nanomateriálůna Technické univerzitě v Liberci

Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

nano.tul.cz

NANORISK

http://www.kmt.tul.cz/index-en.html

Petr Louda

• Předpona nano = 10 -9

(Řecké slovo pro trpaslíka)

• Oblast mezi cca 1 nm a 100 nm je zóna

pro Nanotechnologie

CO JE TO „NANOTECHNOLOGIE“?

Richard Feynman

29. 12. 1959

přednáška:

Tam na dole je spousta místa

2

Subjekt velikost v nm

Mravenec 5 000 000

Lidský vlas (šířka) 80000

Průměr bakterie 1000-10000

Virus chřipky 100

Virus lidské imunitní nedostatečnosti (HIV) 90

nanodiamantové částice 50 - 100

Vlnová délka ultrafialového záření 10 – 400

Průměr šroubovice DNA 2,5

Šířka molekuly vody 0,3

Atom vodíku 0,1 3

CO JE TO „NANOTECHNOLOGIE“?

a = 5 A Kalení =

Transformaci Fe

4

EXPERIMENTÁLNÍ TECHNIKY

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

500 1000 1500 2000 2500 3000

Lo

ad

On

Sa

mp

le

[mN

]

Displacement Into Surface [nm]

B - 225

40 600

1k

2k

-Al2O

3 (ICDD card No. 5-712)

Fe (ICDD card No. 6-696)

Inte

nsity (

arb

. units)

Co K 2[deg]

5

ZAŘÍZENÍ PRO PLAZMOVÉ

MODIFIKACI

Povrchová úprava různými PE CVD nebo PVD

metody

• Tenký TiOx nátěry - fotovoltaické aplikace

• DLC povlaky 6

7

PLAZMOVÁ MODIFIKACE

POLYMERNÍCH NANOVLÁKEN

• Hydrofilizace (tkáňové inženýrství scaffoldy)

• Hydrofobizace (antibakteriální aktivita)

ÚVOD •Základní vlastnosti nanomateriálů ENVIROMENTÁLNÍ A ZDRAVOTNÍ DOPADY •Vstup nanočástic do lidského těla •Onemocnění spojená s nanočásticemi

BEZPEČNOST A OCHRANA

• Instituce, zákony • Prevence

8

NANO RISK & NANOBEZPEČNOST

Inženýrství, výroba,

vedlejší produkty

• smog z provozu

• monodisperzní systémy

• výrobky z vědy a průmyslu

• CNTs, Fullereny, atd.

Přírodní

• 10 000 roků staré CNTs

a Fullereny v ledu

• prach, popel, dehet

• půdní koloidy

• atd.

nano velikosti

nanovýbava

smog farmaceutické nosiče [1, 2, 3, 4] 9

DRUHY NANOČÁSTICE

ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI

NANOČÁSTICE

10

VÝROBA

SEPARACE, ČIŠTĚNÍ

ZDRAVOTNÍ RIZIKA

- filtrace

- sedimentace

- srážení

- dýchání

- trávení

- zranění

- kůže

- průmysl, věda

- provoz

- odpady

- sopečné výbuchy

- bouře

- zemětřesení

- požáry

AKUMULAČNÍ

- biotransformace

- agregace

- fotolýza

[5, 6, 7] 11

DOPADY NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ A

NA ZDRAVÍ

12

ŽIVOČICHOVÉ POHLCUJÍCÍ

A TRANSLOKUJÍ NPs

• Nanočástice TiO2 a ZnO fotoaktivní ve studiích

fotoaktivní ve studiích, produkují volné radikály a

poškození DNA

• Vzhledem k velikosti nanočástice jsou snáze přijímány v lidském těle a mohou překročit biologické membrány, buňky, tkáně a orgány efektivněji než větší částice.

• Jakmile se dostanou do krevního oběhu nanomateriály mohou být transportovány do celého těla a mohou byt přijaté orgánů a tkání, včetně mozku, srdce, jater, ledvin, sleziny, kostní dřeně a nervového systému.

• Vstup přes vdechnutí nebo pokožkou

[15]

13

NANOTOXICITA

CESTA A ZDROJŮ EXPOZICE

[16, 17, 18]

Zdroje expozice

- Spotřebitelské produkty

- Jídlo

- Lékařské aplikace

- Práce

- Životní prostředí 14

Cesta expozice

- Nadýchání

- Kůže

- Požití

- Intravenózní

Tabákový kouř DDT

Aflatoxiny Kreozot

Azbest Radon

Benzen Uhlovodíky

Těžké kovy Bakterie

Kamenouhelný dehet Virový

Kouř

Polycyklické aromáty

Sluneční záření

Ionizujícího záření [16, 17, 18]

15

LIDSKÉ KARCINOGENY - ŽIVOTNÍ

PROSTŘEDÍ

ONEMOCNĚNÍ SOUVISEJÍCÍCH S

NANOČÁSTICEMI

Nemoci spojené s nanočásticemi z různých drah expozice

Makrofágy se snaží eliminovat

jehly azbestu [8, 9] 16

• Některé částice jsou známy jako nebezpečné

[12]

17

ONEMOCNĚNÍ SOUVISEJÍCÍCH S

NANOČÁSTICEMI

• Rakovina plic epitelové

buňky

• Nemoc latencí 15 - 30 roky

• Vliv chemoterapie a

ozařování na hojení ran, jsou

velmi nízké

18

NEMOCI: AZBESTÓZA

• Typ rakoviny

• Může být zahájena vdechování jehly azbestu

[9] 19

NEMOCI: MEZOTELIOM

Karcinogenní jaterní tkáně s Ti NPs uvnitř buněčného jádra [9]

20

NEMOCI: RAKOVINY JATER

OBECNÁ PROHLÁŠENÍ V ZÁKONECH

21

• 10 kritických tématických oblastí

• NIOSH identifikovala 10 kritických tématických oblasti jako

vodítko při řešení

• Mezery ve znalostech, rozvojových strategií a poskytnutí

doporučení [10] 22

BEZPEČNOST A OCHRANA

23

IDENTIFIKACE A CHARAKTERIZACE

NANOMATERIÁLŮ

1. Digestoř 5. Uzavřený potrubní systém

2. Odkládací skříňky 6. Laminární proudění

3. Čisté prostory 7. Kabinet biologické

bezpečnosti

4. Vzduchotechnika 8. Pytel rukavice

[11]

24

NEJBĚŽNĚJŠÍ TYPY INŽENÝRSKÉ

ŘÍZENÍ

PPE POUŽITÍ NANOMATERIÁLY NA

PRACOVIŠTĚ

25

DOPORUČENÉ RESPIRÁTORY

26

TYPICKÉ BEZPEČNOSTNÍ ZNAČKY [14]

27

1. http://jenjordan23.files.wordpress.com/2011/04/nano_gearshaft.png

2. http://1.bp.blogspot.com/-zytBBfHRmV0/Ta2iinYiIEI/AAAAAAAABFk/prj3n1-

Yq_g/s1600/nanosize.jpg

3. http://www.guardian.co.uk/environment/2008/jul/28/pollution.carbonemissions

4. http://www.tumorionline.it/allegati/00346_2008_02/images/189-196_3.jpg

5. http://www.sciencephoto.com/images/download_lo_res.html?id=670066641

6. http://www.physorg.com/news11735.html

7. http://moneydick.com/2007/09/29/nano-hazard-design-contest/

8. http://www.i-sis.org.uk/graphics/nanotoxicityInRegulatoryVacuum.jpg

9. Nanoparticles and nanosafety By Antonietta M. Gatti , S. Montanari*

10.http://www.cdc.gov/niosh/topics/nanotech/images/tri-critical_text.gif

11.Chihae Yang - Ontology, Nanomaterials safety

12.Dave Winkler, CSIRO Materials Science and Engineering

13.Michael T. Kleinman - Nanoparticles and Health

14.Coldrop - PERSONAL PROTECTIVE EQUIPMENT

15.George A. Kimbrell The International Center for Technology Assessment

16.http://visual.merriam-webster.com/images/human-being/anatomy/respiratoryrespiratory-system.jpg

17.http://1.bp.blogspot.com/_kVBIKsx0ZqQ/S4fBocQKqbI/AAAAAAAAED0/6xnMsI4dgS0/s400/skin_t

ype.jpg

18.http://www.ftk.upol.cz/fileadmin/user_upload/FTK-dokumenty/.../Travcitrakt.ppt

19.http://cs.wikipedia.org/wiki/Azbest

20.http://www.mpouzar.net/prednasky/asbestos.ppt

28

ZDROJE