Nanopartikkelien turvallisuus

Nanopartikkelien turvallisuus herättää joskus kysymyksiä asiakkaidemme puolelta. Pyysimme tutkija Pasi Keinästä valoittamaan meille tarkemmin nanopartikkelien terveysvaikutuksista.

“Nanopartikkeleita käytetään nykyään laajasti esimerkiksi pinnoitteissa, komposiiteissa, lääkkeissä, kosmetiikassa sekä elintarvikkeissa. Useat ovat kuulleet nano-sanan liitettävän esimerkiksi urheiluvarusteisiin kuten jääkiekkomailoihin tai suksiin, missä nanokokoiset rakenteet auttavat tekemään kestävämpiä ja parempia rakenteita. Eräs hyvin yleisiä nanopartikkelien käyttökohteita ovat aurinkovoiteet, missä nanokokoinen titaanidioksidi kykenee pysäyttämään haitallisen UV-valon etenemisen iholle, mutta on näkyvälle valolle täysin läpinäkyvä. Tämä ominaisuus liittyy puhtaasti partikkelin kokoon eikä vastaavaa ominaisuutta tavata suuremmilla partikkeleilla.

Nanopartikkeliksi kutsutaan kaikkia sellaisia hiukkasia joiden jokin dimensio eli pituus, paksuus tai leveys on alle 100 nm (nm = nanometri). Esimerkkeinä perinteinen grafiitti joka koostuu grafeenilevyistä joiden paksuus on alle 1 nm, kuitumainen hiilinanoputki jonka halkaisija on tyypillisesti alle 50 nm sekä pallomainen titaanidioksidi jos sen halkaisija on alle 100 nm. Nanopartikkelien ominaisuuksiin vaikuttavat paitsi itse materiaali mistä ne koostuvat, niin myös niiden koko ja muoto. Esimerkkinä kultananopartikkelit joiden väri riippuu puhtaasti niiden halkaisijasta(Kuva 1).

 

Kultapartikkelien väri muuttuu niiden koon mukana.

Nanopartikkelien käytön yleistymisen myötä on myös kasvanut huoli niiden turvallisuudesta ihmisille sekä ympäristölle. Osittain tämä huoli on perusteltua, sillä esimerkiksi tietyt jäykät ja kuitumaiset nanorakenteet (mm. tietynlaiset hiilinanoputket) voivat olla hengitettynä haitallisia. Tällaisia nanorakenteita ei kuitenkaan tyypillisesti käytetä kuluttajille suunnatuissa tuotteissa. Mielikuvat nanopartikkelien vaarallisuudesta liittyvät vahvasti asbestiin ja sen laajasta käytöstä aiheutuneisiin ongelmiin. Asbestikuidut ovat kertaluokkaa nanopartikkeleita suurempia hiukkasia, joten johtopäätöstä nanopartikkelien turvallisuuteen ei tästä voida tehdä. Asbestikuitujen vaarallisuus selittyy niiden muodolla, missä terävät kapeat kuidut lävistävät kudosta ja aiheuttavat paikalliset tulehduksen, joka voi johtaa terveysongelmiin.

Pinnoituksissa yleisimmin käytettäviä nanopartikkeleita ovat piidioksidi, titaanioksidi sekä sinkkioksidi. Nämä ovat pääosin samoja partikkeleita mitä on käytetty myös kosmetiikassa sekä elintarviketeollisuudessa jo kymmeniä vuosia. Näiden partikkeleiden turvallisuutta on tutkittu sadoissa tieteellisissä tutkimuksissa eikä niissä ole todettu mitään sellaista turvallisuusriskiä mikä olisi johtanut muutoksiin tuotteiden myynnissä tai markkinoinnissa. Pinnoitteiden valmistajat ja jälleenmyyjät joutuvat aina noudattamaan EU:n kemikaalilainsäädäntöä joka takaa tuotteiden turvallisuuden sekä asentajille että loppukäyttäjille. EU:ssa nanopartikkeleiden turvallista käyttöä valvoo “Nano Safety Cluster” (​https://www.nanosafetycluster.eu/​). Verkkosivuilta löytyy lisää tietoa nanopartikkelien turvallisuudesta ja sitä koskevasta lainsäädännöstä.”

Pasi Keinänen on työskennellyt nanomateriaalien parissa jo 20 vuotta sekä yliopistossa että teollisuudessa. Tällä hetkellä hän toimii Tampereen Yliopiston innovaatioasiamiehenä, materiaalitieteiden tutkijana sekä teknologiakonsulttina.

 

Pasi Keinänen, materiaalitieteiden tutkija