Vai oglekļa nanocaurules ir toksiskas? Kādi aizsardzības pasākumi jāveic apstrādes laikā?

1. Neizbēgams "kritisks jautājums"

Aiz daudzajām CNT priekšrocībām paliek neatbildēts viens jautājums: vai tie patiešām ir droši?

Kopš CNT atklāšanas 1991. gadā diskusijas par to toksicitāti nekad nav beigušās. No vienas puses, to adata{2}}šķiedru forma ir pārsteidzoši līdzīga azbestam; no otras, tie ir vieni no daudzsološākajiem zāļu nesējiem nanomedicīnā. Vai CNT ir "nākamais azbests", vai arī tie ir pārvaldāmi rūpnieciski materiāli?

Mūsdienās bez izvairīšanās un pārspīlējumiem un pamatojoties uz autoritatīviem pētījumiem un starptautiskajiem standartiem, šis raksts skaidri pievēršas šim jutīgajam jautājumam.

2. Toksicitātes debašu kodols: kāpēc tie ir kā azbests?

2.1. Bažas, kas izriet no morfoloģiskās līdzības

Azbesta patogenitāte galvenokārt ir saistīta ar tā garo, plānu, cieto šķiedru formu. Šī morfoloģija apgrūtina makrofāgu attīrīšanos plaušās, izraisot hronisku iekaisumu no ilgstošas-aiztures, kas galu galā izraisa azbestozi, plaušu vēzi un mezoteliomu.

CNT nejauši ir līdzīgas īpašības: augsta malu attiecība, adatai līdzīga struktūra un augsta bionoturība. 2008. gadā tika publicēts pētījumsDabas nanotehnoloģijasvispirms apstiprināja, ka noteikta garuma CNT, kas injicēti peļu vēdera dobumos, patiešām izraisīja granulomas un iekaisuma reakcijas, kas līdzīgas tām, ko izraisa azbests.

Šis atklājums izraisīja globālu drošības brīdinājumu un kļuva par sākumpunktu debatēm par to, vai CNT ir droši.

2.2. Toksicitāte nav "pastāv vai nav", bet gan vairāku faktoru rezultāts

Akadēmiskie pētījumi atklāj sarežģītāku patiesību: CNT toksicitāti ietekmē vairāki faktori, un to nevar vispārināt.

(1) Caurules garums ir galvenais mainīgais lielums
Malu attiecība ir galvenais parametrs, kas nosaka toksicitāti. Pētījumi ir parādījuši, ka CNT, kuru garums ir 825 nm, izraisa ievērojami spēcīgāku plaušu iekaisumu nekā īsākas caurules ar 220 nm. Iemesls ir vienkāršs: makrofāgiem ir grūtāk pilnībā absorbēt garākas caurules, izraisot "neapmierinātu fagocitozi"-makrofāgi nevar tās iztīrīt, bet tā vietā atbrīvo ievērojamu daudzumu iekaisuma faktoru, izraisot pastāvīgus bojājumus.

(2) Metālu piemaisījumi ir "neredzami slepkavas"
CNT sintēzes laikā izmantotie metālu katalizatori (dzelzs, kobalts, niķelis utt.), ja tie nav rūpīgi attīrīti, var atstāt atlikušās metāla daļiņas, kas katalizē reaktīvo skābekļa sugu (ROS) veidošanos, izraisot oksidatīvo stresu un šūnu bojājumus. Tāpēc augstas-tīrības CNT toksicitāte ir ievērojami zemāka nekā zemākas-tīrības produktu toksicitāte.

(3) Virsmas funkcionālās grupas var mainīt toksicitāti
Virsmas ķīmiskā modifikācija var būtiski mainīt CNT bioloģisko savietojamību. Funkcionalizācija, piemēram, karboksilēšana (-COOH) vai hidroksilēšana (-OH), var uzlabot CNT izkliedējamību ūdenī un samazināt to afinitāti pret šūnu membrānām, tādējādi mazinot citotoksicitāti.

(4) SWCNT pret MWCNT: kurš ir bīstamāks?
Pētījumi liecina, ka, lietojot to pašu devu, vienas -sienas CNT (SWCNT) toksicitāte parasti ir augstāka nekā daudzsienu CNT (MWCNT). Tas var būt tāpēc, ka SWCNT ir mazāks diametrs un lielāks īpatnējais virsmas laukums, tādēļ tie, visticamāk, iekļūst šūnu membrānās.

2.3. Toksicitātes mehānismi

Saskaņā ar pārskata rakstiem CNT šūnu toksicitāte galvenokārt tiek panākta, izmantojot šādus mehānismus:

Galvenais secinājums:Šīs toksiskās ietekmes ir salīdzinoši labi -definētas lielas devas un ilgstošas-iedarbības apstākļos, taču to risks zemas-devas, īstermiņa-iedarbības scenārijos joprojām tiek apspriests.

3. Darbības aizsardzības rokasgrāmata: Profesionālā iedarbība ir galvenais risks

Parastajiem patērētājiem CNT saturošu gatavo produktu (piemēram, litija bateriju un kompozītmateriālu izstrādājumu) izmantošana ir droša-CNT tiek imobilizēti matricā un neatdalās un neatdalās. Patiesās bažas rada arodekspozīcijas risks: darbinieki, kas iesaistīti ražošanā, svēršanā, izkliedēšanā, tīrīšanā un citos darbos.

3.1. Ko saka starptautiskie standarti?

ASV EPA noteikumos par nozīmīgu jaunu izmantošanu (SNUR) daudzsienu CNT skaidri noteikts:

Inženiertehniskās kontroles kā prioritāte:Izmantojiet fizisku izolāciju, vietējo nosūces ventilāciju, slēgtas sistēmas un citus pasākumus, lai pēc iespējas novērstu iedarbību.

Elpošanas orgānu aizsardzība:Ja tehniskās kontroles nav pietiekamas, lai novērstu iedarbības risku, ir jāizmanto NIOSH sertificēti respiratori ar piešķirto aizsardzības faktoru (APF) 50 vai augstāku, tostarp:

Pilnas{0}}sejas N100/P100/R100 filtrējoši respiratori

Motorizēti gaisa-attīrošie respiratori (PAPR) ar HEPA filtriem

Īpaši jāatzīmē, ka parastajām N95 maskām ir nepietiekama nanodaļiņu filtrēšanas efektivitāte; Jāizmanto P100 vai N100 līmeņa filtra materiāls.

3.2. Rūpnīcas prakse: septiņi “dzīvības-glābšanas” ieteikumi

Pamatojoties uz akadēmisko pētījumu secinājumiem un nozares praksi, strādājot ar CNT, jāievēro šādi principi:

Pirmkārt, darbības ar sauso pulveri jāveic slēgtās sistēmās vai dūmu nosūcējos.
Putekļus visvieglāk rada CNT sausā pulvera svēršana un pārnešana. Darbības jāveic ar negatīva-spiediena tvaika nosūcējiem vai jāizmanto cimdu nodalījumi un slēgtas barošanas sistēmas. CNT sausā pulvera izgāšana vai sijāšana atklātā vidē ir stingri aizliegta.

Otrkārt, dodiet priekšroku iepriekš{0}}izkliedētām pastām, lai novērstu putekļus to rašanās vietā.
Tas ir visefektīvākais aizsardzības līdzeklis. Iepriekš izkliedētās pastās esošie CNT ir iekapsulēti ar šķidrumu, nerada putekļus un ievērojami samazina iedarbības risku. Daudzi incidenti notiek tieši tajā posmā, kad klienti paši izkliedē CNT pulveri.

Treškārt, valkājiet pareizus individuālās aizsardzības līdzekļus.

Ceturtkārt, izmantojiet mitro tīrīšanu; sausā slaucīšana vai saspiesta gaisa pūšana ir stingri aizliegta.
Tīrīšanai izmantojiet mitras drānas vai rūpnieciskos putekļsūcējus (aprīkotus ar HEPA filtriem), lai novērstu nosēdušos putekļu atkārtotu izplatīšanos gaisā.

Piektkārt, regulāri uzraugiet darba vietas gaisa kvalitāti.
Izmantojiet pārnēsājamos aerosola monitorus, lai nodrošinātu, ka gaisā esošā CNT koncentrācija ir zemāka par arodekspozīcijas robežvērtību (pašlaik ASV NIOSH ieteiktā iedarbības robeža ir 1 ug/m³).

Sestkārt, izveidot arodveselības uzraudzības programmu.
Darbiniekiem, kuri ilgstoši saskaras ar CNT, regulāri veiciet plaušu funkciju testus un krūškurvja attēlveidošanas novērtējumus.

Septītkārt, pareizi atbrīvojieties no atkritumiem.
CNT atkritumi ir jāapstrādā kā bīstami atkritumi, un tie nedrīkst tikt tieši izlaisti vidē.

4. Normatīvās izmaiņas: CNT iekļauti ķīmisko vielu pārvaldībā

Pēdējos gados lielākās pasaules ekonomikas ir iekļāvušas CNT ķīmisko vielu pārvaldības sistēmās.

Tas nozīmē, ka CNT ražotājiem ir jāizveido visaptverošākas EHS (Environment, Health, Safety) vadības sistēmas.

5. Shandong Tanfeng ražotāja priekšrocības: "nulles- putekļu" izmantošana klientiem

Kā CNT ražotājs mēs ļoti labi apzināmies, ka drošība ir industrializācijas pamats. Mēs esam atbildīgi ne tikai par mūsu iekšējiem darbiniekiem, bet arī par to, lai pakārtotie klienti droši lietotu mūsu produktus.

Pirmkārt, stingri kontrolējiet metāla piemaisījumus to avotā.
Atlikušie metālu katalizatori ir nozīmīgs CNT toksicitātes veicinātājs. Izmantojot optimizētus attīrīšanas procesus, mēs kontrolējam metālu atlikumus, piemēram, Fe, Co un Ni, līdz ppm līmenim, ievērojami samazinot mūsu produktu iespējamo biotoksicitāti.

Otrkārt, nodrošiniet iepriekš{0}}izkliedētus vadošus pastas izstrādājumus.
Tas ir mūsu lielākais ieguldījums klientu drošībā. CNT iepriekš-izkliedētās pastās ir iekapsulētas ar šķidrumu (NMP vai ūdeni), lietošanas laikā neradot putekļus, tāpēc klienti nesaskaras ar riskiem, kas saistīti ar sausā pulvera apstrādi. Pašlaik vairāk nekā 70% no mūsu sūtījumiem ir pastas formā.

Treškārt, izveidojiet visa{0}}procesa EHS pārvaldības sistēmu.
Mūsu ražošanas cehos mēs stingri ieviešam slēgtas, automatizētas vadības ierīces un esam aprīkoti ar putekļu savākšanas sistēmām un izplūdes gāzu apstrādes ierīcēm. Mēs saviem darbiniekiem regulāri veicam arodveselības pārbaudes un drošības apmācības, lai nodrošinātu atbilstošu darbību.

Ceturtkārt, nodrošiniet drošības datu lapas (SDS) un lietošanas norādījumus.
Katrai produkta partijai ir pievienota pilnīga SDS, kurā skaidri norādītas aizsardzības prasības un ārkārtas pasākumi. Kad klientiem rodas ar drošību{1}}saistīti darbības jautājumi, mēs sniedzam tehniskos norādījumus.

6. Racionāls skatījums: riski ir kontrolējami, nav vajadzīgas panikas

Atgriežoties pie sākotnējā jautājuma: vai CNT patiešām ir toksiski?

Atbilde ir:Konkrētos apstākļos pastāv potenciāli riski, taču tie ir kontrolējami.

CNT nav "nākamais azbests". Azbesta kaitējums slēpjas faktā, ka tā bioloģisko noturību nevar mainīt, savukārt CNT toksicitāti var samazināt, izmantojot tādus pasākumus kā caurules garuma kontrole, piemaisījumu attīrīšana un virsmas modifikācijas. Zinātnieku aprindās valda vienprātība, ka CNT drošības riski ir inženiertehniska problēma, nevis būtisks šķērslis.

Nākotnē, attīstoties zaļās sintēzes tehnoloģijām, funkcionālām izmaiņām un stingrākiem reglamentējošiem pasākumiem, CNT drošība turpinās uzlaboties. Šis "supermateriāls" galu galā realizēs savu patieso pielietojuma potenciālu drošos un kontrolējamos apstākļos.

Ja jums ir vairāk jautājumu par drošu apiešanos ar CNT vai nepieciešami iepriekš{0}}izkliedēti pastas izstrādājumi, lai izvairītos no putekļu riska, lūdzu, sazinieties ar mums. Kā atbildīgs CNT ražotājs, mēs esam gatavi sadarboties ar jums, lai šo "supermateriālu" izmantotu droši.